La central hidroeléctrica Tsankov Kamak , también central hidroeléctrica Tsankov Kamak , [1] comprende una presa de arco y una central hidroeléctrica (HPP) en el territorio de la aldea de Mihalkovo , al suroeste de Bulgaria . Está situada en el río Vacha en la provincia de Smolyan , en los límites de la provincia de Pazardzhik y la provincia de Plovdiv , aproximadamente a 40 kilómetros (25 millas) al suroeste de Plovdiv y aguas abajo (norte) de la ciudad de Devin . Es parte del desarrollo de la cascada hidroeléctrica Dospat-Vacha (500,2 MW) del río Vacha que involucra cinco presas y siete centrales eléctricas en las provincias de Smolyan, Plovdiv y Pazardzhik, a 250 kilómetros (160 millas) al sureste de la capital Sofía . Las otras cuatro presas son Dospat , Teshel , Vacha y Krichim .
La presa Tsankov Kamak es la primera presa de arco de doble curvatura [2] en forma de cúpula en Bulgaria. [3] Tiene una altura máxima de presa de 130,5 metros (428 pies). Es la segunda en la serie en cascada desde el extremo aguas arriba, y la última en ser desarrollada. Aparte de la generación de energía, los otros objetivos de los cinco proyectos son el uso de los recursos hídricos para riego, suministro de agua potable y doméstico. Si bien el desarrollo en cascada comenzó en 1958, la construcción de la planta de energía Kamak comenzó el 29 de abril de 2004 y se completó en 2011. [4] [5] [6] El costo inicial estimado del proyecto fue de 220 millones de euros financiados por muchos bancos y fabricantes de equipos, incluidos VA TECH Finance, Bank Austria Creditanstalt , BNP Paribas Fortis , Raiffeisen Zentralbank , Société Générale y Credit Suisse First Boston. [4] Sin embargo, el costo final del proyecto ha superado con creces las estimaciones originales debido a la topografía, la geología y también la posible corrupción, que no se evaluaron en la etapa de investigación del proyecto. [4]
La reducción de emisiones de carbono debido a la construcción de la central hidroeléctrica Tsankov Kamak se estima en unas 200.000 t de CO2 ( 228.000 toneladas de CO2 incluyendo los cuatro proyectos de rehabilitación de la cascada). Este crédito se transfiere al programa de crédito de carbono de Austria en virtud del mecanismo del Proyecto de Implementación Conjunta que se acordó para el proyecto en el marco del Protocolo de Kioto para cubrir parcialmente los costos del proyecto. Por las emisiones reducidas, Austria compensa a Bulgaria a razón de 10 dólares estadounidenses por tonelada de emisiones de carbono . [4] [7] [8] El Proyecto de Implementación Conjunta tiene dos componentes, uno es la implementación de la central hidroeléctrica Tsankov Kamak y el otro es la rehabilitación de los componentes electromecánicos de los otros cuatro proyectos en el desarrollo de la cascada. [6] Dos centrales hidroeléctricas más, Vacha I y Vacha II, con una capacidad instalada total de 20,6 MW, están ubicadas en la parte inferior de la cascada. [6]
La presa de arco de Tsankov Kamak, las obras asociadas y la estación de la central hidroeléctrica se encuentran en el río Vacha , que es el segundo río más largo de Bulgaria. Nace en las cadenas montañosas de Ródope , que limitan con Grecia . [2] Está situada en los límites de la provincia de Smolyan , la provincia de Pazardzhik y la provincia de Plovdiv , aproximadamente a 40 kilómetros (25 millas) al suroeste de Plovdiv y aguas abajo (norte) de la ciudad de Devin . El sitio de la presa se encuentra a unos 400 metros (1.300 pies) aguas abajo de la confluencia del río Vacha y el río Gashnya , en el valle conocido como Valle de Gashnya. El área de captación en el sitio de la presa es de 1.214 metros cuadrados (13.070 pies cuadrados) y el flujo anual se estima en aproximadamente 650 millones de metros cúbicos con una entrada promedio de 69,5 metros cúbicos (2.450 pies cúbicos) por segundo. La presa ha sido diseñada para un almacenamiento bruto de 111 millones de metros cúbicos. [2]
El potencial hidroeléctrico del río entre Sredna y Vacha no se había explotado durante la iniciativa de desarrollo de cinco represas, pero ahora se utiliza a través del proyecto Tsankov Kamak. [5] La zona sumergida del embalse se encuentra en un terreno rocoso, deforestado y con vegetación improductiva. La cuenca es muy accidentada y montañosa, con grandes altitudes, cuencas hidrográficas elevadas, profundos barrancos y grandes calderas tectónicas. El curso superior e inferior del río fluye a través de riberas profundas. [6]
En el estrecho tramo del valle del río Vacha donde se ubica el proyecto, la formación geológica consiste en granitos sólidos y formaciones gneísicas, excepto un pequeño parche de unos 7 metros (23 pies), que es la zona fracturada de milonitas , que se rellenó con hormigón. [6] La base de roca de la presa tiene siete tipos de rocas con valores de módulos elásticos que varían de 12.000 MPa a 72.000 MPa y un coeficiente de Poisson que varía entre 0,24 y 0,27. Se ha adoptado el coeficiente de amortiguamiento del 10% para esta base en el análisis dinámico. [2] La estructura de toma y el túnel de presión pasan por formaciones geológicas difíciles. Debido a esta característica geológica, particularmente en la estructura de toma, se requirió taponar un área de unos 6.000 metros cuadrados (65.000 pies cuadrados) en el valle de Gashnia. [9]
En 2001, la empresa eléctrica nacional EAD (NEK EAD) recibió la adjudicación del contrato para el proyecto [10] y, en noviembre de 2003, envió sus planes para iniciar la construcción del proyecto al Gobierno de Bulgaria. A finales de 2003, la empresa austriaca Alpine Mayreder recibió la adjudicación del contrato de obras civiles del proyecto. El suministro de equipos y las instalaciones se adjudicaron al grupo austriaco de proveedores Andritz Hydro para el equipo HEM y Pöyry Energy GmbH para la ingeniería, con Energoproekt Hydro como codiseñador búlgaro del proyecto [5]. El proyecto se financió con créditos comerciales y de exportación, que se finalizaron en Viena el 14 de noviembre de 2003; el crédito financiero no contaba con ninguna garantía de respaldo del Gobierno de Bulgaria. El valor total del contrato de financiación fue de aproximadamente 220 millones de euros (se han citado específicamente 216 millones de euros [11] ), con garantía bancaria proporcionada por el Oesterreichische Kontrolbank Aktiengellschaft. El monto restante fue financiado por los créditos comerciales proporcionados por VA TECH Finance, Bank Austria Creditanstalt , BNP Paribas Fortis , Raiffeisen Zentralbank , Société Générale y Credit Suisse First Boston, quienes organizaron los créditos bancarios. La cobertura de seguros para el crédito a la exportación de 100 millones de euros fue proporcionada por Coface de Francia; Hermes de Alemania; EKN de Suecia y Egap de la República Checa, además del Oesterreichische Kontrolbank Aktiengellschaft (OeKB), que también cubrió los riesgos políticos y comerciales. [4] [12]
La construcción del proyecto se consideró un desafío debido al terreno y a la débil estructura geológica de la región. La construcción de una nueva carretera de unos 22 kilómetros (14 millas) en un terreno difícil, con frecuentes deslizamientos de tierra y desprendimientos de rocas, causó problemas en la construcción de la carretera. Esto aumentó significativamente el costo del proyecto hasta aproximadamente 500 millones de euros. [13] Las obras de construcción civil implicaron seis millones de metros cúbicos de excavación, dos millones de metros cúbicos de relleno, 850.000 metros cúbicos de dosificación y mezcla de hormigón y la colocación de 100.000 anclajes con una longitud total combinada de unos 400 kilómetros (250 millas). El hormigonado se realizó en elevaciones de 3 metros. Se construyó una vía de servicio de 6 metros de ancho sobre la presa. Además de Christian Schild y 60 ingenieros de la Eslovaquia alpina y contratistas de obras de ingeniería civil del proyecto, unos 1200 trabajadores búlgaros participaron en su construcción en un momento dado. [12] Los trabajos se realizaron de forma continua, con 535.000 metros cúbicos de hormigón suministrados mediante una grúa de 26 toneladas de capacidad, que se erigió a través del río sobre la presa. [12] El hormigonado de la presa comenzó en octubre de 2007 y se completó en enero de 2010. [5]
La presa de arco de doble curva tiene una altura de 130,3 metros (427 pies) y una superficie de embalse de 3,27 kilómetros cuadrados (1,26 millas cuadradas). Tiene cuatro bloques de aliviadero diseñados para una descarga máxima de inundación de 1.425 metros cúbicos (50.300 pies cúbicos)/seg, cada uno provisto de compuertas radiales, y tiene un pozo de presión de 4,4 metros (14 pies) de ancho y 600 metros (2.000 pies) de longitud, revestido de acero y bifurcado en el extremo inferior para alimentar las turbinas desde la toma en la parte superior de la margen izquierda de la presa. Alimenta dos unidades de generadores de turbina de 40 MW de capacidad (Francis Turbines) alojados en una central de superficie, un canal de descarga de 700 metros (2.300 pies) de longitud y un canal de equilibrio de 1.300 metros (4.300 pies) de longitud. Estas características se desarrollan más a fondo con detalles de diseño relevantes. [2] [6] [12] Tiene una capacidad bruta de almacenamiento de 111 millones de metros cúbicos.
La presa Tsankov Kamak tiene una longitud total de 459,4 m y un nivel de coronación de 688,50 m, con 22 bloques en voladizo que están "interconectados por un sistema de cajones de corte", [5] que son tangenciales al eje en la coronación, y los bloques de gravedad se apoyan en las orillas izquierda y derecha. Las secciones horizontales de la presa de arco tienen forma parabólica con un espesor fijo. [5] Se proporciona una serie de cerraduras de llave de corte de 10 centímetros (3,9 pulgadas) de espesor en ambas superficies de cada bloque en voladizo para lograr una distribución uniforme de la fuerza de corte entre los bloques. El ancho de la presa en la parte superior es de 8,8 metros y en la base de la cimentación es de 26,36 metros (86,5 pies). La parte curva de la presa de arco tiene 340 metros de longitud y su longitud de cuerda es de 345 metros (1132 pies). El nivel máximo del agua del embalse es EL 685,00 m y el nivel mínimo de descenso es EL 670,00 m con una capacidad de almacenamiento de 41 millones de metros cúbicos. [2]
El aliviadero tiene cuatro vanos ubicados en la sección media de la presa controlados por compuertas radiales de tamaño 8 mx 8 m cada una diseñadas para dejar pasar una inundación de frecuencia 1 en 1000 años de 1425 metros cúbicos (50 300 pies cúbicos)/seg, que eleva el nivel del agua a EL 687,42 m (con todas las compuertas abiertas) permitiendo así un tablero libre de 1,42 metros (4,7 pies) hasta la parte superior de la presa. [5] El conducto de disipación de energía del aliviadero tiene bloques deflectores de aireación. Sobre la altura de la presa de 130,5 metros, se proporcionan cinco galerías en el cuerpo de la presa; la galería en la parte inferior se ha utilizado inicialmente para el relleno de la cimentación y para el drenaje y cuatro galerías de inspección horizontales a diferentes elevaciones (a intervalos de 30 metros (98 pies)). [2]
El embalse se extiende sobre una superficie de 3,27 kilómetros cuadrados (810 acres) y una longitud de 22 kilómetros (14 millas). El llenado del embalse se inició en junio de 2010 y se completó en aproximadamente 15 semanas. [2] Un plan de gestión del embalse prevé la piscicultura y la operación y el mantenimiento del embalse a lo largo de la periferia del embalse y sus afluentes. [6] Se han provisto dos salidas inferiores en forma de tuberías de acero de 1,3 metros (4,3 pies) de diámetro, cada una de 28,3 metros (93 pies) de longitud, lo que facilita el vaciado del embalse en cualquier emergencia; se necesitan aproximadamente 11 a 12 horas para vaciar el embalse. Las salidas han sido provistas de controles de compuerta deslizante en el extremo aguas abajo. El cuenco amortiguador del aliviadero también se utiliza para la disipación de energía de los efluentes de las salidas inferiores. [5] [6] El conducto de presión tiene la forma de un pozo de presión revestido de acero que tiene 4,4 metros (14 pies) de diámetro para transportar una descarga de 69,5 metros cúbicos (2450 pies cúbicos)/seg para la generación de energía. Tiene 609 metros (1998 pies) de longitud (con una pendiente del 10%). [9] ) y se bifurca en dos en el extremo inferior para alimentar dos turbinas, cada una de 40 MW de capacidad. [5] La protección de la pendiente en el tramo de 22 kilómetros (14 millas) de largo del embalse (hasta una superficie de 3,24 kilómetros cuadrados (1,25 millas cuadradas)) también implicó hormigonar hasta una extensión de 40.000 metros cúbicos (1.400.000 pies cúbicos) para cuidar la condición de abatimiento para operar las centrales eléctricas de la cascada bajo dos picos diarios en la mañana y la tarde. [12]
La central eléctrica de superficie situada al final de los pozos de presión tiene dos unidades, cada una de 40 MW de capacidad (turbinas Francis) que funcionan con una caída bruta de 150 metros (490 pies) y una caída neta media de 133,7 metros (439 pies). La generación anual de energía es de unos 185 GWh. Esto también tiene un impacto beneficioso en otros proyectos de desarrollo en cascada en la cuenca, ya que la generación de energía mejora con un aumento del 48%. [2] [5] [6] La central eléctrica funciona como una estación de pico con dos picos, uno por la mañana y otro por la tarde. [12] Con la finalización de la central hidroeléctrica Tsankov Kamak y la rehabilitación de las otras centrales hidroeléctricas, y todas las estaciones conectadas a una red común, se mejora la eficiencia de toda la cascada y la producción de energía aumenta en otros 16 GWh por año para la cascada. [7]
La potencia de diseño de las turbinas Francis es de 41.171 kW cada una, la velocidad de la turbina es de 428,6 rpm, la potencia nominal del generador es de 46 MVA y el voltaje de generación es de 10,5 kV. Se proporciona un patio de maniobras al aire libre junto a la central eléctrica de superficie con dos transformadores elevadores principales de 50 MVA y una relación de voltaje de 10,5/240 kV. La central eléctrica se opera tanto en modo de control remoto desde el control de despacho regional sur como automáticamente en modo de control local. [6]
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