Wreck Cove es el sistema hidroeléctrico más grande de Nueva Escocia con una capacidad de generación de 215,8 MW . [2] [3] Construido entre 1975 y 1978, al sur del Parque Nacional Cape Breton Highlands , Wreck Cove recoge agua de drenaje de 216 kilómetros cuadrados (83 millas cuadradas) de la meseta de Cape Breton Highlands para generar electricidad renovable. Consta de dos centrales generadoras: la central generadora de Gisborne, con una capacidad instalada de 3,5 MW, y la central generadora de Wreck Cove, con una capacidad instalada de 212 MW, [4] que producen una media de 318 GWh al año, suficiente energía para abastecer a unos 30.000 hogares. [1]
Hay 33 centrales hidroeléctricas en toda Nueva Escocia, con una capacidad total de 400 MW. Wreck Cove representa la mitad de esa capacidad hidroeléctrica, lo que la convierte en un proveedor clave de energía renovable confiable necesaria para complementar y respaldar los 600 MW de energía eólica limpia, pero impredecible , del sistema eléctrico de la provincia. La instalación hidroeléctrica de Wreck Cove es la única en la provincia que puede pasar de cero a plena producción en menos de 10 minutos. [5]
El objetivo principal de Wreck Cove es generar electricidad para abastecer la red eléctrica de Nova Scotia Powers , pero la naturaleza única de la instalación también le permite a Wreck Cove desempeñar un papel fundamental en la capacidad de NS Power de cumplir con los estándares de confiabilidad definidos por North American Electric Reliability Corporation (NERC) y Northeast Power Coordinating Council (NPCC) y también brinda otros servicios de confiabilidad de la red:
En virtud del NERC, Nova Scotia Power debe mantener múltiples vías de arranque en negro para reiniciar la red en caso de que se produzca un apagón . Wreck Cove es una de las dos vías que Nova Scotia Power utiliza para cumplir con este requisito del NERC. [6]
Nova Scotia Power debe mantener una capacidad suficiente para atender su demanda máxima , así como una capacidad adicional para el margen de reserva de planificación (PRM). El PRM actúa como un recurso para responder a una contingencia y garantizar que se pueda atender la demanda de los clientes en caso de que surjan restricciones de generación o requisitos de suministro inesperados. Por ejemplo, la capacidad del PRM garantiza una generación adecuada en caso de que uno o más recursos de generación no estén disponibles o no puedan funcionar a plena capacidad en el momento del pico del sistema. Las reservas de planificación también tienen en cuenta las incertidumbres en la previsión de la demanda y la disponibilidad de recursos. El sistema de Wreck Cove contribuye aproximadamente con un 8 por ciento a la capacidad total requerida de NS Power en 2020, suponiendo un PRM del 20 por ciento. [6]
La NERC/NPCC exige que las empresas eléctricas tengan su mayor fuente de producción de energía cubierta por una fuente alternativa en capacidad de reserva. Actualmente, la unidad más grande de NS Power es la Central Generadora Point Aconi , que produce 168 MW de capacidad operativa. Las Unidades 1 y 2 de Wreck Cove tienen una capacidad acreditada de 106 MW cada una (212 MW en total), lo que convierte a esta instalación en un proveedor importante de este servicio. Como tal, la operación confiable de la Central Generadora de Wreck Cove proporciona la capacidad de Nova Scotia Power para cumplir con este requisito. La NPCC también exige que la capacidad de reserva operativa esté disponible y en la red en un plazo de 10 minutos. Si las Unidades 1 y 2 de Wreck Cove están fuera de línea, se pueden poner en la red y alcanzar su capacidad máxima en el plazo de 10 minutos requerido. [6]
Wreck Cove ayuda a regular la línea de conexión. Nova Scotia Power debe tener capacidad de reserva disponible para los cambios en la demanda en la línea de conexión a New Brunswick . Debido a que Wreck Cove es capaz de cambiar su producción a una tasa de 20 MW/min, es más eficaz para responder a las fluctuaciones en la carga del sistema de Nueva Escocia y la generación eólica que las fuentes de generación térmica de acción más lenta, que se pueden mover a una tasa de 0,5 MW a 2 MW por minuto. [6]
Wreck Cove 1 se ha utilizado en los últimos años como un medio para equilibrar la generación de energía a lo largo de los ciclos asociados con la generación eólica. La generación hidroeléctrica de Nova Scotia Power proporciona servicios de seguimiento de la carga y el viento, lo que significa que la generación hidroeléctrica es despachable y se puede utilizar para mitigar los impactos resultantes de la alta variabilidad de los recursos de generación eólica y las variaciones de pronóstico asociadas. Aunque el seguimiento del viento no era la intención original para el uso de Wreck Cove, tener la capacidad de utilizar Wreck Cove de esta manera ha respaldado el desarrollo y la integración de la generación eólica en la red. Este servicio está relacionado con la Regulación de la Línea de Conexión analizada anteriormente, pero en un marco de tiempo más largo. La flexibilidad de la respuesta de carga de Wreck Cove también es fundamental para gestionar períodos de cambios de carga a gran escala y a corto plazo (recogida y retirada) de los clientes industriales en la red. [6]
Wreck Cove proporciona una capacidad crítica para reducir la carga máxima durante los breves períodos de alta carga que se producen a diario, normalmente durante las horas pico de la mañana y la tarde. Dado que Wreck Cove se puede poner en funcionamiento rápidamente para estos períodos de aumento gradual de la carga, los recursos de generación térmica que no se pueden encender y apagar con frecuencia se pueden despachar de manera más económica. [6]
Wreck Cove es una fuente de 212 MW de energía almacenada que Nova Scotia Power puede utilizar cuando la necesite. Puede funcionar a máxima potencia durante 4 a 6 horas según las condiciones, momento en el que debe permitir que el agua de aguas más arriba en la cuenca llegue al lago Surge. [6]
Las 33 centrales hidroeléctricas/50 unidades hidroeléctricas de Nova Scotia Power proporcionan 180 MVar de potencia reactiva dinámica al sistema. El Operador del Sistema de Energía de Nova Scotia controla los generadores para absorber o producir potencia reactiva para controlar el voltaje del sistema. Wreck Cove está ubicada en el extremo oriental de la red de transmisión y, por lo tanto, su capacidad para soportar carga es menos importante que la generación más cercana al centro de carga; sin embargo, debido a su tamaño relativo, su potencia reactiva dinámica contribuye a estabilizar la red después de las perturbaciones. [6]
Wreck Cove, como todos los generadores hidroeléctricos y térmicos, está equipado con reguladores de velocidad que mantienen la frecuencia de red programada de 60 Hz . Esto proporciona una contribución significativa a la inercia del sistema , que estabiliza la frecuencia de la red durante las perturbaciones. [6]
La generación hidroeléctrica contribuye a la inercia del sistema, lo que le permite resistir condiciones de falla, y a la resistencia al cortocircuito, lo que proporciona los altos niveles de corriente de falla necesarios para activar los dispositivos de protección del sistema (la energía eólica, mareomotriz y solar basada en inversores no contribuyen materialmente a esto). [6]
Las tierras del proyecto eran propiedad de la provincia, con excepción de los 26 kilómetros cuadrados (10 millas cuadradas) del área del lago Chéticamp , que era propiedad del gobierno federal y formaba parte del Parque Nacional Cape Breton Highlands. A pedido de la provincia, este último fue retirado del parque en 1958, cuando comenzó la planificación del proyecto. Desde entonces, estas tierras han sido administradas por el Departamento de Asuntos Indígenas y del Norte como tierras de la corona federal, pero no estaban sujetas a la Ley de Parques Nacionales.
En 1974, la Corporación de Energía de Nueva Escocia (NSPC) reanudó la planificación del proyecto. En ese momento, el Ministro de Asuntos Indígenas y del Norte aceptó en principio un intercambio de las tierras del lago Chéticamp por otras de valor natural equivalente en otras partes de la provincia, con la condición de que no se produjeran efectos adversos a causa del proyecto o del Parque Nacional. A fines de 1974, un consultor privado preparó una evaluación ambiental preliminar de los efectos probables del proyecto. Tras una revisión de esta evaluación, la Legislatura de Nueva Escocia aprobó una resolución en enero de 1975 que indicaba que el proyecto debía continuar y "que se realizara una evaluación ambiental por etapas para minimizar los posibles efectos adversos". En marzo de 1975, el Ministro de Medio Ambiente de Nueva Escocia, el Sr. Bagnell , se unió a la Sra. Sauve , la Ministra Federal de Medio Ambiente, para solicitar una nueva evaluación de los efectos ambientales del proyecto, con especial énfasis en el segmento que involucraba el sistema del río Chéticamp . Los detalles del acuerdo se incluyeron en un comunicado de prensa conjunto de Canadá y Nueva Escocia de marzo de 1975. El Departamento de Medio Ambiente de Nueva Escocia se encargaría de coordinar la evaluación y el NSPC elaboraría la Declaración de Impacto Ambiental (DIA) de acuerdo con las directrices conjuntas aprobadas por los Departamentos de Medio Ambiente federal y de Nueva Escocia. Ambos Departamentos de Medio Ambiente presidirían conjuntamente una reunión pública una vez finalizada la DIA. El gobierno federal eligió el Proceso de Evaluación y Revisión Ambiental (EARP) como mecanismo de revisión federal. Todos los miembros del Panel provenían del Departamento de Medio Ambiente, con la excepción de un miembro de Parques Canadá.
Se celebraron una serie de reuniones y consultas públicas en Baddeck , Halifax y Sydney . La Nova Scotia Power Corporation elaboró la Declaración de Impacto Ambiental Final y la distribuyó en mayo de 1977. Tras su revisión, el Departamento de Medio Ambiente de Nueva Escocia concluyó que se habían abordado adecuadamente todas las preocupaciones ambientales provinciales.
Al final, el Panel concluyó que la parte Chéticamp del proyecto hidroeléctrico Wreck Cove puede construirse y operarse con un impacto ambiental aceptable siempre que se implementen las recomendaciones formuladas en su informe. [7]
Entre 1975 y 1978, se volaron y retiraron más de 2,5 millones de metros cúbicos de roca para construir las 11 presas principales de la instalación y las presas laterales asociadas. Todas son presas de tierra o de enrocado con un material impermeable en el medio (la presa central), con material filtrante a ambos lados y enrocado en cada presa para lograr estabilidad. [8]
El desarrollo implicó la desviación de siete corrientes de cabecera, incluyendo Indian Brook, West Indian Brook y MacMillan's Brook, Wreck Cove River, MacLeod's Brook, el río Ingonish y las cabeceras del río Chéticamp. Se formaron varios lagos grandes, Wreck Cove Flowage, Gisbourne , MacMillan Lake , Chéticamp Lake, todos conectados por canales y túneles, guiando el agua al lago Surge en la cabecera del conducto forzado , donde cae a la central eléctrica subterránea y luego sigue el túnel de descarga hasta el mar. [9] Requirió una de las flotas más grandes de equipos de movimiento de tierras en la historia de Nueva Escocia y empleó aproximadamente a 900 personas.
La central hidroeléctrica de Wreck Cove produjo su primera energía el 27 de marzo de 1978. [1]
Hay 21 presas de distintas alturas y longitudes que contienen los diversos embalses que conforman el sistema hidroeléctrico de Wreck Cove:
El agua se desplaza desde Chéticamp Flowage (El. 464 metros (1.522 pies)), a través del canal C-1, hasta Ingonish I (El. 437,4 metros (1.435 pies)), luego por el canal C-2 hasta los embalses de Ingonish II (El. 436 metros (1.430 pies)) y luego al canal C-3 que desemboca en Gisborne Flowage (El. 390 metros (1.280 pies)). Aquí se une con el agua de MacMillan Flowage (El. 404 metros (1.325 pies)) a través del túnel T1, un túnel de 4.877 metros (16.001 pies) de longitud y 2,5 metros (8,2 pies) de diámetro, hasta Gisborne, donde se genera electricidad a través de la unidad turbogeneradora horizontal de Gisborne Powerhouse . El agua sigue luego los canales C-5 y 6 hasta el embalse de flujo de Wreck Cove (El. 365,8 metros (1200 pies)), y luego viaja a través de T2, un túnel de sifón invertido de 610 metros (2000 pies) de largo y 3,65 metros (12,0 pies) de diámetro, hasta el estanque principal, Surge Lake. Una tubería forzada revestida de hormigón, volada, de 4,15 metros (13,6 pies) de diámetro, lleva luego el agua 365 metros (1198 pies) hasta la central eléctrica que se encuentra debajo. [2] [10] [6]
La central eléctrica de la estación Wreck Cove está situada a 275 metros (902 pies) bajo tierra, y se puede acceder a ella a través de un túnel de acceso de 620 metros (2030 pies). [3] [10] La central eléctrica, que fue excavada en el granito de la montaña, tiene 51,8 metros (170 pies) de largo, 18,3 metros (60 pies) de ancho y 28,7 metros (94 pies) de alto (desde la base de los pozos de las válvulas hasta el techo). El fondo de los pozos de las válvulas está a 3,5 metros (11 pies) por debajo del nivel del mar, la línea central de las turbinas está a una elevación de 0,3 metros (0,98 pies) sobre el nivel del mar. El piso principal de la central eléctrica está a 9 metros (30 pies), y el arco del techo de la caverna se eleva a 25,2 metros (83 pies) sobre el nivel del mar. [10] [6]
En la base de la central eléctrica, la tubería forzada revestida de hormigón se transforma en una tubería forzada horizontal bifurcada y revestida de acero, de 45,7 metros (150 pies) de largo. Estas tuberías forzadas, ahora emparejadas, suministran el agua a alta presión a las dos válvulas de cierre de entrada de turbina esféricas de 2 metros (6,6 pies) de diámetro ( Dominion Engineering Works ) que alimentan las dos unidades generadoras verticales de turbina francis de 101 MW ( Mitsubishi Motors ) de Wreck Cove ( Canadian General Electric ). [2] [6] [11]
El agua se transporta luego al canal de descarga, [12] que es otro túnel de 1.705 metros (5.594 pies) de aproximadamente 6,7 metros (22 pies) de ancho. La pendiente del canal de descarga es muy baja, alrededor de 1 metro (3,3 pies) en 300 metros (980 pies) (una pendiente descendente del 0,028%). La parte superior del canal de descarga en el mar siempre está por encima de la marea alta, aunque la base está a 3,6 metros (12 pies) por debajo del nivel del mar. [8] [6] En total, el agua habrá viajado hasta 30 km desde el flujo de Chéticamp hasta la salida del canal de descarga en el mar.
El diseño de la planta de Wreck Cove es creativo; las turbinas hidroeléctricas suelen depender de grandes volúmenes y caudales de agua para funcionar. En este caso, la serie de presas en la meseta a 365 metros (1.198 pies) por encima de la central eléctrica proporciona un suministro de agua a muy alta presión a las turbinas hidroeléctricas para la generación de electricidad, requiriendo menos caudal para la misma producción debido al alto diferencial de presión. Wreck Cove aprovecha la topografía natural de las Tierras Altas de Cabo Bretón para proporcionar electricidad limpia y rentable. [1]
En el pasado se han organizado visitas guiadas a las instalaciones, pero ahora son eventos poco frecuentes. [5] Citando a Paul Breski, el superintendente de Wreck Cove Hydro, sobre la reacción de los visitantes a la central eléctrica subterránea:
"El mayor factor sorpresa es cuando entran por primera vez a la central eléctrica", dijo. "Tenemos un suelo de cerámica y un techo de 30 metros y una enorme grúa aérea. Parece literalmente la guarida de un villano de James Bond".
En 2015-16, Wreck Cove fue objeto de una remodelación de 13,5 millones de dólares, la primera obra importante que se llevó a cabo allí desde su construcción. [4] Esta obra incluyó algunos de los embalses y presas, con una remodelación de 5,8 millones de dólares para garantizar que se cumplieran las directrices nacionales actualizadas para presas. Los equipos retiraron la escollera, que es una barrera de rocas artificiales que protege la presa, y duplicaron su espesor a seis pies para garantizar que pueda soportar grandes olas que podrían generarse en una tormenta severa. El proyecto también implicó elevar la presa en un metro (3,3 pies). Se espera que la remodelación alargue la vida útil de la presa en 70 años. [10]
En febrero de 2020, Nova Scotia Power Inc. solicitó la aprobación del regulador provincial, la Junta de Servicios Públicos y Revisión de Nueva Escocia (UARB), para una extensión de la vida útil y modernización (LEM) de la instalación hidroeléctrica por 110 millones de dólares. [4]
El trabajo se está llevando a cabo en un proyecto de dos fases. La primera fase del proyecto, ya completada, incluyó la sustitución de las dos unidades generadoras de Wreck Cove; la renovación de las dos unidades de turbina , incluida la sustitución de los rodetes de la turbina; la renovación de las válvulas esféricas; y la modernización de la toma de la tubería de carga en Surge Lake. El proyecto LEM aumentará el rango operativo flexible de las unidades y se estima que aumentará la generación anual del sistema de Wreck Cove de 300 GWh a una previsión de 315 GWh. [6]
La segunda fase implicará principalmente la rehabilitación de los disyuntores y el tablero de distribución de la central , y la sustitución de los sistemas de agua de refrigeración de la planta, así como la actualización de los sistemas de la misma. Nova Scotia Power afirmó que la mayoría de los equipos y sistemas que sustituirá están al final de su vida útil, obsoletos, degradados o no cumplen los requisitos operativos actuales. Gran parte del equipo que se sustituirá es original de la central eléctrica de casi 45 años de antigüedad. [6] [4] La UARB aprobó el proyecto, y la aprobación de la segunda fase se concedió en junio de 2021. [13]
El objetivo de la iniciativa LEM es permitir que la central generadora de Wreck Cove continúe brindando generación renovable y estabilidad del sistema durante los próximos 40 años. [6] La instalación de Wreck Cove es fundamental para cumplir con los límites de emisiones ambientales y los objetivos de energía renovable de Nova Scotia Power. [14]
Junta de Revisión y Servicios Públicos de Nueva Escocia EN EL ASUNTO DE La Ley de Servicios Públicos, RSNS 1989, c.380, en su forma enmendada - Nova Scotia Power Incorporated Extensión de la vida útil y modernización de Wreck Cove: rehabilitación y reemplazo de unidades
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