Este documento describe los sistemas de bombeo y turbinado de las presas de Breña II y Arenoso en el valle del Guadalquivir. Estas presas bombean agua en invierno y la turbinan en verano para suministrar agua a los usuarios de riego. Sin embargo, el alto coste de la energía y los factores de potencia amenazan la rentabilidad de estas instalaciones. Se proponen estrategias como modular el factor de potencia contratado y realizar mantenimientos de forma secuencial para reducir costes y asegurar

1. EL FACTOR ENERGIA
EN LOS
GRANDES USUARIOS DEL AGUA
DÍA MUNDIAL DEL AGUA
Emilio del Pozo Mariño. Director Territorial Zona 2 ACUAES

2. El Valle del Guadalquivir
Afluentes M.D.:
Poco caudal
Buen encaje presas
San Rafael
de Navallana
(CHG)
Breña II
(ACUAES)
Arenoso
(ACUAES)
Guadalquivir
Mucho caudal
Mal encaje presas
(muy llano)
Esquema funcionamiento: - Bombeo de caudales excedentarios en invierno
- Turbinado en verano para suministro a usuarios (riego)

3. Bombeo y Turbinado Breña II y Arenoso
6 bombas verticales
Q nominal=22.000 m3/h a 96,6 m,
7,75 Mw de potencia c.u.
2 bombas verticales
Q nominal = 5.100 m3/h a 111,1 m
2,1 Mw de potencia c.u.
Variadores  amplia gama Q y h
Elevación máxima 50 m3/s
(3+1) bombas verticales
Q nominal = 12.000 m3/h a 65 m
2,4 Mw de potencia c.u.
Caudal conjunto de 10 m3/s
2 Turbinas Francis eje vertical
Q diseño 17,5 m3/s y c.u.
Potencia máx. 17.500 kW c.u.
Potencia total de generación 35 Mw
Breña II Arenoso
1 turbina Francis eje vertical
Q diseño 20 m3/s y 70 m
12,2 Mw a Qmax y Hmax

4. Más allá del beneficio económico: almacenar agua
Incremento capacidad regulación:
Análisis Optimizado de capacidad de Bombeo y Turbinación, con hipótesis combinadas Arenoso + Breña II
Análisis fundamentalmente enfocado a capacidad de almacenamiento, no a optimización económica de potencia instalada
Arenoso: embalse 167 Hm3; Incr. Regulación 45 Hm3/año (25 Hm3 río + 20 Hm3 bombeo)
Breña II: embalse 823 Hm3; Incr. Regulación 258 Hm3/año (28 Hm3 río + 205 Hm3 bomb.+25 Hm3 Estrategia Explotación)
Mejora de todos los escenarios tras las intensas lluvias años 2010-2013. Situación “excepcional”
Costes:
Dependen del uso de bombeo (determinado por el nivel de embalse (tanto la energía consumida como la necesidad o no))
Dos componentes: Factor de Potencia (puede ser muy elevado) + Energía Consumida (en función del caudal y la altura)
Ambos dependen del peaje seleccionado. Costes de energía con alzas muy importantes año 2013.
Ej. Arenoso: potencia 1 bomba 2,4 Mw Factor Potencia (2014) 20.000 €/mes (misma potencia 1 bomba pequeña Breña II)
Ej. Breña II: potencia max. 44,6 Mw, Factor de potencia (prev. 2012) 110.000 €/mes (peaje 6.4)
Energía (prev. 2012) 480-2.500 €/Hm3 (cota 170), 203-1.075 €/Hm3 (cota 110) (P 6.4)
Ingresos:
El régimen de explotación, en avenidas y desembalses, depende de la gestión de cuenca (Confederación Hidrográfica)
Esto limita las posibilidades de optimización de tarifas de turbinación, que además dependen del nivel de embalse.
Incertidumbre por el R.D. 9/2013 de 7 de julio (posible reducción 40%).
Avenida Riego Avenida Riego
2008 0,000 22,256 0,000 0,000
2009 6,119 23,731 0,000 45,774
2010 206,916 13,071 96,045 0,000
2011 43,826 24,926 394,321 0,000
2012 0,281 57,525 0,000 114,248
2013 63,065 15,516 152,807 56,543
2014 10,655 0,000 11,473 0,000
TOTALES 330,862 157,025 654,646 216,565
BreñaArenosoVolúmenes
Hm 3
Volúmenes desembalsados
Volumen e ingresos Arenoso
Breña II pdte. línea eléctrica

5. Estrategias de Optimización
Mantenimiento de instalaciones para asegurar Ingresos:
- Pruebas periódicas y operaciones de mantenimiento, preventivo y correctivo de turbinas.
- Genera gastos que permiten asegurar los ingresos y reducir reparaciones.
Modulación del Factor de Potencia contratado:
- El bombeo se concentrará previsiblemente en unos meses determinados (otoño-invierno)
- En función del nivel del embalse puede quedar claro que durante una campaña entera no se bombeará.
- Necesidad de un mínimo para servicios auxiliares y para mantenimiento de equipos (300-400 Kw)  2.500 €/mes
Programación de Mantenimientos:
- Mantenimiento fundamental para asegurar operatividad tras largos periodos sin uso (giro de bombas sin elevación).
- Se pueden realizar secuencialmente (no potencia máxima) y solo periódicamente elevación en pruebas.
Funcionamiento en Isla para mantenimiento:
- En Breña II, por sus grandes potencias (1 bomba 7,75 Mw) incluso secuencialmente es muy costoso
- Diseño de dos líneas independientes, cada una con una turbina y con un grupo de bombas.
- Permite funcionamiento en isla para mantenimiento (sin conexión a la red ni factor de potencia o consumo)
- Sistemas de control y protecciones específicos para este modo de funcionamiento.
Funcionamiento Reversible
- En Breña y Arenoso, por topografía y su integración en la gestión conjunta de la Cuenca, no es posible.

6. La mayor parte titularidad privada (concesión)
 Aprovechamiento de infraestructura muy costosa (presa)
 En otras cuencas y países construcción privada de la presa
 Retorno escaso para administración (canon, compensación energía)
 Titularidad pública  rentabilidad (alta o baja) se repercute a usuarios
concesionario público
Breña II 35 Mw
Arenoso 12 Mw
TOTAL 47 Mw (total 431 Mw)
Situación General de la Cuenca del Guadalquivir
Breña I 5 Mw --- Breña II 35 Mw