UNIDAD I: INTRODUCCIÓN Y GENERACIÓN
HIDRAÚLICA
Autor: Luis Schiavino. MSc.
 Tabla sobre países consumidores de energía a nivel mundial.
 Unidades empleadas para la Generación de Potencia.
 Importancia de la Generación de Potencia.
 Centrales (Plantas) empleadas para la Generación de
Potencia.
 Centrales Hidroeléctricas.
 Ventajas e Inconvenientes de las Centrales Hidroeléctricas.
En general, la generación de energía eléctrica consiste
en transformar alguna clase de energía química, mecánica, térmica o
luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para la generación industrial
se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que
ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el
primer escalón del sistema de suministro eléctrico.
Una central termoeléctrica es una instalación empleada para la generación
de energía eléctrica a partir de calor. Este calor puede obtenerse tanto de
combustibles fósiles (petróleo, gas natural o carbón) como de la fisión
nuclear del uranio u otro combustible nuclear o del sol como las solares
termo eléctricas. Las centrales que en el futuro utilicen la fusión también
serán centrales termoeléctricas.
Una central térmica solar o central termosolar es una instalación
industrial en la que, a partir del calentamiento de un fluido mediante
radiación solar y su uso en un ciclo termodinámico convencional, se
produce la potencia necesaria para mover un alternador para generación
de energía eléctrica como en una central térmica clásica
Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de
energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía potencial del
agua embalsada en una presa situada a más alto nivel que la central. El agua
se lleva por una tubería de descarga a la sala de máquinas de la central,
donde mediante enormes turbinas hidráulicas se produce la electricidad en
alternadores.
La energía eólica se obtiene mediante el movimiento del aire, es decir, de
la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire o de las
vibraciones que el dicho viento produce. En la actualidad se
usan aerogeneradores para generar electricidad, especialmente en áreas
expuestas a vientos frecuentes, como zonas costeras, alturas montañosas o
islas. La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas
de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas
adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de
presión.2
Se denomina energía solar fotovoltaica a la obtención de energía eléctrica a
través de paneles fotovoltaicos. Los paneles, módulos o colectores
fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores
tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos
electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus
extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la
obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para
alimentar pequeños dispositivos electrónicos. A mayor escala, la corriente
eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede
transformar en corriente .
En una central hidroeléctrica se utiliza energía hidráulica para
la generación de energía eléctrica. Son el resultado actual de la evolución de
los antiguos molinos que aprovechaban la corriente de los ríos para mover
una rueda.
En general, estas centrales aprovechan la energía potencial gravitatoria que
posee la masa de agua de un cauce natural en virtud de un desnivel, también
conocido como salto geodésico. El agua en su caída entre dos niveles del
cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la cual transmite la energía a
un generador donde se transforma en energía eléctrica.
Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el
punto de vista de su capacidad de generación de electricidad son:
 La potencia, que está en 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 las turbinas y de
los generadores usados en la transformación.
 La energía garantizada en un lapso de tiempo determinado, generalmente
un año, que está en función del volumen útil del embalse, y de la potencia
instalada.
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..
VENTAJAS
No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de
energía, constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita.
Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua.
A menudo puede combinarse con otros beneficios, como riego,
protección contra las inundaciones, suministro de agua, caminos,
navegación y aún ornamentación del terreno y turismo.
Los costos de mantenimiento y explotación son bajos.
Las obras de ingenieria necesarias para aprovechar la energía hidraúlica
tienen una duración considerable.
La turbina hidraúlica es una máquina sencilla, eficiente y segura, que
puede ponerse en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca
vigilancia siendo sus costes de mantenimiento, por lo general, reducidos.
INCONVENIENTES
Los costos de capital por kilovatio instalado son con frecuencia muy
altos.
El emplazamiento, determinado por características naturales,
puede estar lejos del centro o centros de consumo y exigir la
construcción de un sistema de transmisión de electricidad, lo que
significa un aumento de la inversión y en los costos de
mantenimiento y pérdida de energía.
La construcción lleva, por lo común, largo tiempo en comparación
con la de las centrales termoeléctricas.
La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación
y de año en año.
GRACIAS
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GENERACIÓN DE POTENCIA. Unidad I.1