ENERGÍA
HIDROELÉCTRICA
GENERACIÓN DE ENERGÍA
ELÉCTRICA
EVALUACIÓN DE LA
DIFERENCIA DE POTENCIAL
 ab  
d
dt
Para encontrar el potencial en una espira, la
ley de Faraday nos dice que:
“el potencial eléctrico en los extremos de una
espira es igual a menos el cambio del flujo
de densidad magnética con respecto al
tiempo”

ESQUEMA DE GENERACIÓN
Y TRANSMISIÓN DE
ENERGÍA ELÉCTRICA
USO DE TURBINAS
HIDRÁULICAS PARA
PRODUCCIÓN DE ENERGÍA
MECÁNICA
TURBINA HIDRÁULICA Y
GENERADOR ELÉCTRICO
ACOPLADOS POR UN EJE
DIFERENTES TIPOS DE
TURBINAS HIDRAULICAS
FUNCIONAMIENTO DE LAS
TURBINAS
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los derechos.
PLANTA CON TURBINAS
HIDROELÉCTRICAS
(Oregon USA)
CENTRAL HIDROELÉCTRICA
EFICIENCIAS DE LAS
TURBINAS HIDROELÉCTRICAS


Las turbinas modernas están diseñadas de forma
que la conversión de energía hidráulica se
transforma en energía mecánica en un 95%
Las eficiencias de las plantas eléctricas es igual al
producto de las eficiencias, de carga de operación,
diseño hidráulico, de la turbina, del incrementador
y del generador eléctrico entregando valores de
eficiencia menores al 95%.
TIPOS DE INSTALACIONES
HIDROELÉCTRICAS
Flujo cruzado
VE ·················20-90
CENTRAL HIDROELÉCTRICA
DE ESPAÑA
CENTRAL MÁS GRANDE DEL
MUNDO
MOSTRAR ENERGÍA
HIDRÁULICA “ENCARTA”
SELECCIÓN DE TIPO DE
TURBINA

W
VE  n
H


2
H
Para seleccionar el tipo de turbina se calcula la
velocidad específica VE, definida por la relación
de arriba, donde n es la velocidad en rpm, W
punto es la potencia en kW, H es la altura de
entrada del fluido en m.
Después se selecciona la turbina de acuerdo con la
descripción siguiente:
SELECCIÓN DE TIPO DE
TURBINA
Turbina Francis
500
Turbina de propelas
900
Kaplan
1000
Peltón 1-jet
Peltón 2-jet
VE ················· 70VE ················600VE ················350VE ················10-35
VE ················10-45
TRANSFORMACIÓN DE LA
ENERGÍA HIDRÁULICA EN
ENERGÍA MECÁNICA
ET 

1

M V

2
 M gH
2
La turbina es una maquina que transforma la
energía cinética contenida en el fluido por
velocidad o altura, en energía mecánica de
movimiento de rotación. la energía disponible es
la relación presentada arriba.
CAPACIDAD DE UNA
INSTALACIÓN
HIDROELÉCTRICA
P  MgH

La capacidad de una instalación hidroeléctrica esta
determinada por la relación del producto de la
masa total utilizable por la constante gravitacional
y por la altura de la caída de altura.
RANGO DE APLICACIÓN DE
LAS TURBINAS
HIDROELÉCTRICAS
GENERACION DE ENERGÍA
HIDROELÉCTRICA EN EL
MUNDO
GENERACION EFECTIVA DE
ELECTRICIDAD POR TIPO DE
PLANTA
GENERACIÓN DE ENERGÍA POR
PLANTAS HIDROELÉCTRICAS EN
México
Hay instaladas en el país 217 hidroeléctricas
La capacidad de generación es de 9618 MW
 En operación se cuenta con 78
 El porcentaje de utilización es de 26.53%

PRINCIPALES CENTRALES
ELÉCTRICAS EN EL PAÍS
RED DE TRANSMISION
ELÉCTRICA
PLANEACION DE
CRECIMIENTO DE LA
CAPACIDAD INSTALADA
PLAN DE CRECIMIENTO
HIDROELÉCTRICO
Se tiene identificados 26 proyectos de
mediano y largo plazo de capacidad total de
6165 MW.
 Se tiene proyectado a corto plazo 4
centrales de capacidad total 2215 MW.
 Un proyecto en construcción de 930 MW.
 Otros proyectos identificados por 32921
MW.

PLAN HIDROELÉCTRICO DE
CORTO PLAZO
Se tiene proyectado la construcción de:
El cajón de 680 MW.
Boca del cerro de 560 MW
La parota de 765 MW
Copainala de 210MW
Incrementando la capacidad instalada en un
21.7%.

LA MINIHIDRÁULICA Y
MICROHIRÁULICA
Se definen las centrales en función de su
capacidad menores de 30MW como:
Micro hidráulica si la central es menor de 1
MW.
Mini hidráulica si la central tiene entre 1 y 5
MW.
Pequeña central si la central tiene entre 5 y 30
MW .

LA MICROHIDRAULICA EN
EL MUNDO
Los países con mayor capacidad en operación
centrales de de 2 MW a 10 MW son:
País
Centrales Capacidad Potencial
China
2178
6040
71994
Japón
597
2852
13332
Austria 2200
500
8847
Francia
1720
2250
3424
Italia
1493
2022
18550
Suiza
1003
737
1569
LA MICROHIDRAULICA EN
EL MUNDO
País
Centrales Capacidad potencial
Noruega
530
879
2283
Rumania
263
273
1255
Finlandia
235
300
428
España
175
835
1997
México
17
74.26
nd
Nota: La capacidad y el potencial están
indicados en MW
MICROHIDRÁULICA EN EL
MUNDO
Países que tienen mayor capacidad instalada de
micro hidráulica en el mundo
País
Centrales
Capacidad
China
1119
1476
Japón
638
494
Austria
1900
430
Francia
1500
750
Italia
1031
322
Suiza
892
450
MICROHIDRÁULICA EN EL
MUNDO
País
España
Noruega
Rumania
Finlandia
Brasil
México
Centrales
513
376
231
190
173
16
Capacidad
317
169
128
90
114
15.76
LA MICROHIRÁULICA EN
MÉXICO
En México se tiene reconocidos la red de
minihidráulicas y microhidráulicas
divididas en:
a). Microhidráulicas en operación de CFE Y
Cia. de Luz y Fuerza del centro.
b). Microhidráulicas fuera de operación.
c). Microhidráulicas de independientes.
d). Proyectos viables.

POTENCIAL
MICROHIDRAULICO EN
MÉXICO
En México se cuenta con dos tipos de potencial de
aprovechamiento de energía mini y micro
hidráulica.
1). uno es el aprovechamiento de las centrales micro
y mini hidráulicas que están fuera de servicio y
que pueden reiniciar operaciones.
2). Otro son los nuevos proyectos que son viables y
que muchos de estos están ya identificados y se
encuentran en distintas etapas de su desarrollo.

MICRO HIDRÁULICAS EN
OPERACIÓN
Se tiene 13 centrales micro hidráulicas en
operación por CFE. la capacidad total es de
23.61 MW.
 Se cuenta con 9 centrales micro hidráulicas
en operación por Cia. de Luz y Fuerza del
Centro con una capacidad total de 13.98
MW.

MICROHIDRAULICAS FUERA
DE SERVICIO
Las centrales hidroeléctricas que se
encuentran fuera de servicio son 36, la
capacidad que representa es de 37.075 MW.
 Las causas principales de la salida de
operación son:
1). Equipo obsoleto o por altos costos de
operación (25 centrales).
2). Falta de agua (8 centrales).
3). Vandalismo (3 centrales)

MICROHIDRÁULICAS DE
INDEPENDIENTES
Se cuenta con un registro de 61 centrales
mini hidráulicas con una capacidad total de
43.57 MW.
 Las centrales registradas están ubicadas en
estados como Puebla, Veracruz, Jalisco,
Chiapas, y otros estados.

RESUMEN DE
POSIBILIDADES EN MINI Y
MICRO HIDRAULICAS
Concepto
Potencia
Central en operación c/estudios
8.5
Centrales en operación por estudiar
21.4
Centrales fuera de servicio
36.78
Equipamiento (previabilidad)
30.60
Equipamiento ( identificados)
61
Nota: las unidades de potencia son MW
CURVAS DE RECUPERACIÓN
DE CAPITAL
CURVA DE RECUPERACIÓN
DE CAPITAL
CURVA DE RECUPERACIÓN
DE CAPITAL
COSTOS DE GENERACION DE
ENERGÍA HIDROELECTRICA



LOS COSTOS DE INSTALACION POR KWH
SON PARA 50 AÑOS DE VIDA ÚTIL ESTIMADA
ES DE 2.9 USD .
LOS COSTOS DE INSTALACION POR KWH
PARA 20 AÑOS DE VIDA ÚTIL ESTIMADA SON
DE 3.4 USD.
LOS COSTOS DE OPERACIÓN Y
MANTENIMIENTO SON REDUCIDOS PARA
UNA PLANTA HIDROELECTRICA.
IMPACTO AMBIENTAL




EL IMPACTO AL AMBIENTE ES REDUCIDO.
EL IMPACTO SOCIAL SI ES APRECIABLE SOBRE
TODO CUANDO SE INICIA LA CONSTRUCCION
CAUSANDO INCERTIDUMBRE A LA COMUNIDAD.
GENERACIÓN DE METANO EN BAJA PROPORCIÓN.
A MEDIANO PLAZO LOS DAÑOS PRODUCIDOS AL
AMBIENTE POR LA CONSTRUCCION DE LAS
PRESAS SE RECUPERAN CON EL CRECIMIENTO DE
FLORA NATURAL.
VENTAJAS DE UNA
CENTRAL HIDROELÉCTRICA







No requiere combustible.
No contamina ni el aire ni el agua.
Los costos de mantenimiento y de explotación son
bajos.
Las obras de ingeniería para aprovechar la energía
tienen una duración muy larga.
Se tiene flexibilidad de operación.
Tiene bajo mantenimiento.
Da beneficios adicionales a la comunidad.
DESVENTAJAS DE UNA
CENTRAL HIDROELÉCTRICA
1. Los costos por kW instalado son muy altos.
2. Como las plantas están lejos de los centros
de consumo las inversiones crecen adicional
a la central hidroeléctrica.
3. La construcción lleva más tiempo que una
central termoeléctrica.
4. La disponibilidad fluctúa durante las
diferentes estaciones del año, año con año.
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