Centrales hidroeléctricas

Son instalaciones de generación

de maquinas motrices generadores

aparatos de maniobra y protección etc.

Centrales hidroeléctricas

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

Trafico de carga

Las centrales eléctricas están

destinadas a alimentar diversos receptores

eléctricos (alumbrado, motores, hornos, etc.)

Del número y presencia de estos receptores que en un momento dado, estén conectados a la red, dependerá la potencia que deba proporcionar la central eléctrica

para cubrir la demanda

Pero sucede que esta demanda de energía eléctrica

es variable en cada época del año, en cada día del año y,

dentro de cada día, es variable también a las

distintas horas día.

Función que cumple cada parte de una central hidráulica

presa

embalse

vertedero

Caudal de derivación

Están encargadas de formar el

embalse; pudiendo ser de

gravedad, cuando su altura es

mayor que su base y están

asentadas sobre las paredes

Sirve para mantener un caudal constante, asegurar la generación de energía y obtener un caudal adicional, cuando funciona permanentemente

Son las válvulas o el coronamiento de la presa cuya apertura evacua el caudal en exceso no turbinado

en caudales muy grandes. Son

compuertas radiales de accionamiento

automático

Es la toma del río, cerrado o abierto, que

lleva a turbinar a la cámara de carga donde

filtros evitan el paso de sólidos

flotantes y peces

Canal de restauración

Casa de maquina

Chimenea de equilibrio

Tubería forzada

Función que cumple cada parte de una central hidráulica

Devuelve las aguas al río y suele tener elementos disipadores de energía para evitar retrasos debidos a la formación de remolinos

Típicas de las centrales de montañas, es utilizada para equilibrar las presiones y evitar el golpe de “ariete” que produce el cerrado de las válvulas

Es el último tramo de gran inclinación donde se reparte el agua a las turbinas Es el edificio

donde se instalan los generadores, las turbinas y los equipos de control

Referencias:1.     Presa2.     Válvulas de alivio (cerrada). Vertedero (abierta)3.     Caudal 4.     Filtro 5.     Cámara de carga 6.     Cañerías 7.     Chimenea de equilibrio 8.     Casa de maquinas 9.     Transformadores 10.   Estación transformadora 11.   Caudal de restitución

Ventajas: *No contamina el ambiente

*Emplea un recurso renovable

*Genera potencia a baja temperatura

*Las instalaciones auxiliares son reducidas *Arranque instantáneo con carga en pocos minutos

Desventajas: *Cada proyecto involucra un proyecto particular, según la ubicación

*Los sitios de recursos aprovechables están lejos de los lugares de gran consumo, obligando la construcción de largas líneas que encarecen la obra

*La creación de grandes lagos perjudica la flora y la fauna autóctona, modificando también el clima del lugar

Características de una central hidroeléctrica

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 potencia (P) de una bomba hidráulica es la relación entre la energía de flujo proporcionada por la bomba y el tiempo que la misma ha estado en funcionamiento para comunicar dicha energía. Normalmente esta magnitud se suele expresar como el producto de la presión del fluido por su caudal:

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.

Tipos de centrales hidroeléctricas

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

También denominadas centrales de filo de agua o de pasada, utilizan parte del flujo de un río para generar energía eléctrica. Operan en forma continua porque no tienen capacidad para almacenar agua, no disponen de embalse.

Centrales de agua fluyente

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

Centrales de bombeo o reversibles

Una central hidroeléctrica reversible

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

Según su altura de caída del agua

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..

Turbina hidráulica

Es una turbomáquina motora hidráulica, que aprovecha la energía de un fluido que pasa a través de ella para producir un movimiento de rotación que, transferido mediante un eje, mueve directamente una máquina o bien un generador que transforma la energía mecánica en eléctrica, así son el órgano fundamental de una central hidroeléctrica.

las turbinas hidráulicas se suele hablar en función de las siguientes clasificaciones:

De acuerdo al cambio de presión en el rodete o al grado de reacción

Turbinas de acción: Son aquellas en las que el fluido de trabajo no sufre un cambio de presión importante en su paso a través de rodete.

Turbinas de reacción: Son aquellas en las que el fluido de trabajo si sufre un cambio de presión importante en su paso a través de rodete

De acuerdo al diseño del rodete

Turbina Kaplan: son turbinas axiales, que tienen la particularidad de poder variar el ángulo de sus palas durante su funcionamiento.

Turbina Hélice: son exactamente iguales a las turbinas kaplan, pero a diferencia de estas, no son capaces de variar el ángulo de sus palas.

De acuerdo al diseño del rodete

Turbina Pelton: Son turbinas de flujo transversal, y de admisión parcial. Directamente de la evolución de los antiguos molinos de agua, y en vez de contar con álabes o palas se dice que tiene cucharas. Están diseñadas para trabajar con saltos de agua muy grandes, pero con caudales pequeños.(Turbina de acción)

Turbina Francis: Son turbinas de flujo mixto y de reacción. Existen algunos diseños complejos que son capaces de variar el ángulo de sus álabes durante su funcionamiento.

Turbina Ossberger / Banki / Michell: La turbina OSSBERGER es una turbina de libre desviación, de admisión radial y parcial. Debido a su número específico de revoluciones cuenta entre las turbinas de régimen lento. El distribuidor imprime al chorro de agua una sección rectangular, y éste circula por la corona de paletas del rodete en forma de cilindro, primero desde fuera hacia dentro y, a continuación, después de haber pasado por el interior del rodete, desde dentro hacia fuera.

Saltos Naturales – Potencial hidroeléctrico.

En toda instalación de una turbina, el agua es captada en una cierta cota; es aducida a la turbina, pasa por su interior y obviamente es abandonada en una cota inferior a la primera. Una instalación de turbina supone, por lo tanto, siempre, un desnivel hidráulico natural o creado artificialmente por medio de una presa, exclusa, u obra de derivación para la captación y conducción del agua a la turbina, situada siempre en nivel tan bajo como posible en relación a la captación.

ESTUDIOS GEOLOGICOS EN CENTRALES HIDROELECTRICAS.

La primera evaluación desde el punto de vista geológico es la selección del emplazamiento, vale decir donde estará ubicada la central hidroeléctrica.

Para esto se tendrá que realizar una evaluación de la cuenca de un rio considerado favorable realizando aforos tanto en la época de estiaje como avenidas, paralelamente a esto se tendrá un conocimiento regional del comportamiento geológico.

ESTUDIOS A DETALLE DEL TERRENO DE FUNDACION PARA CENTRAL HIDROELECTRICA.

Primeramente se realizara un levantamiento topográfico a detalle de todo el sector donde se crea tenga incidencia la construcción de la Central, sobre esta base se realizará un mapeo geológico a detalle. El MAPEO GEOLOGICO consiste en plasmar en un plano a escala apropiada todos las formaciones geológicas aflorantes, las estructuras existentes como rumbos, buzamientos, fallas pliegues sobrescurrimientos, la geodinámica externa como derrumbes, deslizamientos asentamientos diferenciales y todo aquello que signifique mostrar el comportamiento geológico donde se emplazará la Central.

Condiciones climáticas

Todo el territorio de la Confederación Hidrográfica del Segura presenta grandes contrastes climáticos, frecuentes sequías, lluvias torrenciales y frecuentes inundaciones, elevadas temperaturas y heladas catastróficas. De una a otra vertiente montañosa, de las altas tierras a los sectores litorales, y en definitiva de una zona geográfica a otra se observan importantes diferencias climáticas; en ocasiones son variaciones locales debidas a la topografía que dan origen a topoclimas; en otras son factores que afectan a espacios más o menos amplios.

En general, se puede afirmar que los factores que condicionan el clima de la cuenca (latitud, componentes atmosféricos climáticos, topografía, orientación y exposición, y distancia al mar) se combinan y multiplican dando lugar a una rica multiplicidad y diversidad de matices tanto en general como en los topo climas o climas locales en particular.