f. Una central hidroeléctrica es una planta productora de
energía eléctrica generada a partir de la energía potencial del
agua que se encuentra retenida en una represa o dique.
Las centrales hidroeléctricas aprovechan, mediante un
desnivel, la energía potencial contenida en la masa de agua
que transportan los ríos para convertirla en energía eléctrica,
utilizando turbinas acopladas a alternadores.
 La presa es una construcción que sirve para
contener el agua y contener un embalse. El agua se
libera por los desagües, que fluye por tuberías de
conexión hasta la sala de máquinas (una vez
filtrada); la energía cinética del agua acumulada se
convierte en energía cinética de rotación de la
turbina, que acoplada a un alternador de forma
solidaria, genera energía eléctrica.
 Presa
 Embalse
 Rejas filtradoras
 Tubería forzada y/o canal
 Turbina
 Generador
 Transformador
 Líneas eléctricas
Presa: Barrera artificial que se
construye en algunos ríos para
embalsarlos y retener su
caudal.
Embalse: acumulación de
agua producida por una
obstrucción en el lecho de un
río o arroyo que cierra parcial
o totalmente su cauce.
Presa
Se llama presa en general a una construcción que se levanta en
el lecho del río para atajar el agua, produciendo una elevación
de su nivel que permite la derivación de ella, o bien para
almacenar el agua regulando el caudal del río. Por el objeto para
que están construidas, las presas se dividen en dos grandes
grupos:
Presas de derivación.
Presas de embalse
Presas de derivación, llamadas también azudes y presas de
vertedero están dispuestas, preferentemente, para elevar el
nivel del contribuyendo a crear el salto y siendo efecto
secundario el almacenamiento del agua cuando lo requieran las
necesidades de consumo.
Por el contrario, el objeto preferente de las presas de embalse es
el almacenamiento de agua para regular el caudal del río,
siendo de efecto secundario la elevación del nivel del agua para
producir de salto.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Agua
Presa
Rejas filtradoras
Tubería forzada
Conjunto
turbinaalternador
Turbina
Eje
Generador
Líneas eléctricas
Transformadores
 Rejas
filtradoras: Se encargan de
impedir el paso de materiales que
puedan dañar las turbinas.
 Tubería forzada: Es la tubería que
lleva el agua a presión, desde el
embalse hasta la entrada de la turbina.
 Turbina: Es un motor rotativo que
convierte en energía mecánica la
energía de una corriente de agua. El
elemento básico de la turbina es la
rueda o rotor, que cuenta con palas,
hélices, cuchillas o cubos colocados
alrededor de su circunferencia, de tal
forma que el fluido en movimiento
produce una fuerza tangencial que
impulsa la rueda y la hace girar. Esta
energía mecánica se transfiere a
través de un eje para proporcionar el
movimiento de un generador
eléctrico.
 La potencia, que es función del desnivel existente entre
el nivel medio del embalse y el nivel medio de las
aguas debajo de la central, y del caudal máximo
turbinable, además de las características de la turbina
y del generador.
 La energía garantizada en un lapso determinado,
generalmente un año, que está en función del volumen
útil del embalse, de la pluviometría anual y de la
potencia instalada.
La
potencia
de
una
central
hidroeléctrica puede variar desde unos
pocos MW, hasta varios GW. Hasta 10
MW se consideran minicentrales. En
China se encuentra la mayor central
hidroeléctrica del mundo (la Presa de
las Tres Gargantas), con una potencia
instalada de 22.500 MW. La segunda
es la Represa de Itaipú (que pertenece
a Brasil y Paraguay), con una potencia
instalada de 14.000 MW en 20 turbinas
de 700 MW cada una.
 La potencia de una central hidroeléctrica se mide generalmente en
Megavatios (MW) y se calcula mediante la fórmula siguiente:
 donde:
 Pe = potenciaen vatios(W)
 ρ = densidad del fluido en kg/m³
 ηt = rendimiento de la turbina hidráulica(entre 0,75 y 0,90)
 ηg = rendimiento del generador eléctrico(entre 0,92 y 0,97)
 ηm = rendimiento mecánico del acoplamiento turbina alternador
(0,95/0.99)
 Q = caudal turbinable en m³/s
 H = desnivel disponible en la presa entre aguas arriba y aguas abajo, en
mentros(m)
 Potencia media: potencia calculada mediante la
fórmula de arriba considerando el caudal medio
disponible y el desnivel medio disponible.
 Potencia instalada: potencia nominal de los grupos
generadores instalados en la central.
 Según su concepción arquitectónica..
 Centrales
al aire libre, al pie de la presa, o
relativamente alejadas de esta. Están conectadas por
medio de una tubería en presión.
 Centrales en caverna, generalmente conectadas al
embalse por medio de túneles, tuberías en presión, o
por la combinación de ambas.
 Según su régimen de flujo…
 Centrales de agua fluyente, utilizan parte del flujo de
un río para generar energía eléctrica. Operan en forma
continua porque no tienen capacidad para almacenar
agua. Turbinan el agua disponible en el momento,
limitadamente a la capacidad instalada las turbinas
pueden ser de eje vertical, cuando el río tiene una
pendiente fuerte u horizontal cuando la pendiente del
río es baja.
 Centrales de embalse, es el tipo más frecuente de
central hidroeléctrica. Utilizan un embalse para
reservar agua e ir graduando el agua que pasa por la
turbina. Es posible generar energía durante todo el año
si se dispone de reservas suficientes. Requieren una
inversión mayor.
 Centrales de regulación. Almacenamiento del agua que
fluye del río capaz de cubrir horas de consumo.
 Centrales de bombeo o reversibles, es una central
hidroeléctrica que además de poder transformar la
energía potencial del agua en electricidad, tiene la
capacidad de hacerlo a la inversa, es decir, aumentar la
energía potencial del agua (por ejemplo subiéndola a
un embalse) consumiendo para ello energía eléctrica.
De esta manera puede utilizarse como un
método de almacenamiento de energía (una
especie
de
batería
gigante).
Están
concebidas para satisfacer la demanda
energética en horas pico y almacenar energía
en horas valle.
Aunque lo habitual es que esta centrales
turbinen/bombeen el agua entre dos embalse
a distinta altura, existe un caso particular
llamado centrales de bombeo puro donde el
embalse superior se sustituye por un gran
depósito cuya única aportación de agua es la
que se bombea del embalse inferior.
 Centrales de alta presión
 Que corresponden con el high head, y que son las
centrales de más de 200 m de caída del agua, por lo
que solía corresponder con centrales con turbinas
Pelton.
 Centrales de media presión
 Son las centrales con caída del agua de 20 a 200 m,
siendo dominante el uso de turbinas Francis, aunque
también se puedan usar Kaplan.
 Centrales de baja presión
 Que corresponden con el low head, son centrales con
desniveles de agua de menos de 20 m, siendo usadas
las turbinas Kaplan.
 Centrales de muy baja presión
 Son centrales correspondientes con nuevas
tecnologías, pues llega un momento en el cuál las
turbinas Kaplan no son aptas para tan poco desnivel.
Serían en inglés las very low head, y suelen situarse por
debajo de los 4m..
Las centrales hidroeléctricas, si bien son fuentes de energía renovable, no
son totalmente favorables para el medio ambiente. Durante la construcción
de estas centrales se rompe la armonía del medio ambiente es decir se
altera el ciclo que lleva normalmente, a construcción de represas o
pantanos artificiales altera la vida de la fauna acuática, ya que impide el
remonte de los peces y estos comienzan a tener problemas en su ciclo
reproductivo, aumentando así la diminución de la población acuática, todo
esto además de que muchas veces deben trasladarse pueblos enteros
para la realización de estos proyectos.
. Hay impactos ambientales directos asociados con la construcción de la
represa (p.ej., el polvo, la erosión, problemas con el material prestado y de
los desechos), pero los impactos más importantes son el resultado del
embalse del agua, la inundación de la tierra para formar el embalse, y la
alteración del caudal de agua, aguas abajo. Estos efectos ejercen impactos
directos en los suelos, la vegetación, la fauna y las tierras silvestres, la
pesca, el clima y la población humana del área.
Los efectos indirectos de la represa incluyen los que se asocian con la
construcción, el mantenimiento y el funcionamiento de la represa (p.ej.,
los caminos de acceso, los campamentos de construcción, las líneas de
transmisión de energía) y el desarrollo de las actividades agrícolas,
industriales o municipales que posibilita la represa.
Los principales factores ambientales que afectan el funcionamiento y la
vida de la represa son aquellos que se relacionan con el uso de la tierra,
el agua y los otros recursos en las áreas de captación aguas arriba del
reservorio (p.ej., la agricultura, la colonización, el desbroce del bosque)
que pueden causar una mayor acumulación de limos, y cambios en la
cantidad y calidad del agua del reservorio y del río. Se tratan estos
aspectos en los estudios de ingeniería.
 Apoya el desarrollo económico y mejora la calidad de




.
vida en el área en donde se provee la energía eléctrica.
Oportunidades de empleo.
Proporciona una alternativa para evitar la quema de
combustibles fósiles.
Satisface la demanda de energía eléctrica.
NO produce agua caliente, emisiones atmosféricas,
ceniza, desechos radioactivos ni emisiones de CO2
Hidroeléctrica de Batopilas
y la Société du Necaxa. La
primera central
hidroeléctrica mexicana se
construyó en 1889 en
Batopilas, Chihuahua
Descargar

HIDROELÉCTRICAS