“Centrales Hidroeléctricas”
Nombres: Edison Toledo Gonzalo Plaza Germán Plaza Ramo: Instalaciones Eléctricas Profesor: Lobovsky
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Índice Introducción .................................................................................................................................. ....................................................................................................................... ........... 2 Centrales Hidroeléctricas. ............................................................................................................. ............................................................................................................. 3 Esquema de una central Hidroeléctrica. ................................................................................... ................................................................................... 3 Clasificación de las centrales hidráulicas ...................................................................................... 4 Elementos de una central hidráulica............................................................ ............................................................................................. ................................. 4 Presa .......................................................................................................................................... .......................................................................................................................................... 5 Canal de derivación .................................................................................. ................................................................................................................... ................................. 5 Tuberías de presión ........................................................... ................................................................................................................... ........................................................ 5 Compuertas ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... 6 Accionamiento de las compuertas ........................................................... ............................................................................................ ................................. 6 Órganos de obturación o bturación (Válvulas) ............................................................................................. ............................................................................................. 6 Cámara de turbinas ................................................................................................................... ................................................................................................................... 7 Turbinas de eje vertical ......................................................................................................... ......................................................................................................... 7 Turbinas de eje horizontal........................................................ ..................................................................................................... ............................................. 8 Tubo de aspiración ......................................................................................................... .................................................................................................................... ........... 8 Canal de desagüe ...................................................................................................................... ...................................................................................................................... 8 Casa de máquinas.............................................................. ...................................................................................................................... ........................................................ 9 Ventajas De Las Centrales Hidroeléctricas: ............................................................. ................................................................................... ...................... 9 Desventajas De Las Centrales Hidroeléctricas: ........................................................................... 10 Centrales Hidroeléctricas de Chile. ............................................................................................. 10 Conclusión .................................................................................................... ................................................................................................................................... ............................... 15
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Introducción La energía eléctrica, ¿De dónde la obtenemos? Actualmente, la energía energía eléctrica el mundo mundo se puede producir a través través de distintos medios, uno de ellos es a través de centrales hidroeléctricas en las que se obtiene la energía a partir de la energía potencial del agua que esta retenida en una represa. Las centrales más grandes dependen de un gran embalse de agua contenido por una presa, estas son llamadas “Centrales de Embalse”. El caudal de agua es controlada y se
puede mantener casi constante. En Chile hay importantes centrales de embalse como Rapel, Colbún, El Toro, Pehuenche, Antuco Y la reciente central de Pangue. También existen algunas centrales que se basan en la caída natural del agua, cuando el caudal es uniforme. Estas instalaciones se llaman “Centrales de Pasada”. En general se obtiene de ellas una potencia instalada menor a la de las centrales de embalse. En Chile están las centrales de Alfalfal, Maitenes Maitenes Los Molles, Sauzal Sauzalito, Abanico, Florida, etc.
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Centrales Hidroeléctricas. La electricidad que nosotros consumimos, y que se transporta a través de una red de cables, se produce básicamente al transformar la energía cinética en energía eléctrica. Para ello, se utilizan turbinas y generadores. Las turbinas son enormes engranajes que rotan sobre sí mismos una y otra vez, impulsados por una energía externa. Los generadores son aparatos que transforman la energía cinética -de movimiento- de una turbina, en energía eléctrica. Utilizan la fuerza y velocidad del agua corriente para hacer girar las turbinas. Las hay de dos tipos: de pasada (que aprovechan la energía cinética natural del agua corriente de los ríos) y de embalse (el agua se acumula mediante represas, y luego se libera con mayor presión hacia la central hidroeléctrica). La función de una central hidroeléctrica hidroeléctrica es utilizar la energía potencial del agua almacenada y convertirla, primero en energía mecánica y luego en eléctrica. El esquema general de una central hidroeléctrica puede ser:
Esquema de una central Hidroeléctrica.
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Clasificación de las centrales hidráulicas .
Centrales de alta presión: Alturas de saltó hidráulica superiores a los 200 m. Como máquinas motrices se utilizan, generalmente, turbinas Pelton o, para los saltos de menor altura, turbinas Francis lentas. Centrales de media presión: Alturas de salto hidráulica comprendidas entre 20 y 200 m. Las máquinas motrices empleadas son las turbinas Francis medias y rápidas, correspondiendo estas últimas a los saltos de menor altura, dentro de los límites indicados. Centrales de baja presión: Alturas de salto hidráulica, inferiores a 20 m. Es la zona de utilización de las turbinas Francis extra rápidas, de las turbinas de hélice y, sobre todo, de las turbinas Kaplan.
Las centrales hidráulicas también se clasifican como sigue:
Centrales de agua corriente Centrales de agua embalsada
Elementos de una central hidráulica Los elementos constructivos que constituyen una central hidráulica son:
Presa. Canal de derivación. Tubería de presión. Compuertas. Accionamiento de las compuertas Órganos de obturación (válvulas) Cámara de turbinas. Tubo de aspiración. Canal de desagüe. Casa de máquinas.
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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, 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 d e salto.
Canal de derivación El canal de derivación se utiliza para conducir el agua desde la presa de derivación hasta las turbinas de la central. Cuando el salto es superior a unos 15 m conviene dar entrada a las aguas en la sala de turbinas por medio de tuberías forzadas y, para ello, debe preverse una cámara de presión donde termina el canal y comienza la tubería. Por lo general, y para evitar filtraciones en el terreno, los canales de derivación están revestidos interiormente de mampostería, hormigón en masa u hormigón armado.
Tuberías de presión En las instalaciones hidroeléctricas, hidroeléctricas, las tuberías de presión o tuberías forzadas, tienen por objeto conducir el agua desde la cámara de presión a las turbinas cuando, por causa de la altura del salto, se precisa tal disposición para transformar la energía potencial de posición que tiene el agua en la cámara de presión, en energía potencial presión, que tiene junto a la turbina y al final de la conducción forzada.
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Compuertas Las compuertas se utilizan para cerrar las conducciones de agua ( canales - tuberías), así como para regular el caudal de agua en dichas conducciones. Únicamente hay que tener en cuenta que las compuertas sometidas a grandes presiones (por ejemplo, en las tomas de agua) habrán de ser de construcción más robusta que las compuertas que o de resistir pequeñas presiones (por ejemplo, en los canales de derivación abiertos).
Accionamiento de las compuertas Para elevar una compuerta es necesario un esfuerzo que ha de ser superior al peso propio de la compuerta y a los rozamientos originados por la presión hidráulica; solamente las compuertas de pequeñas dimensiones pueden accionarse manualmente. Para las compuertas de mayor peso se utilizan ut ilizan varios dispositivos
Cremallera con rueda sencilla o varias ruedas. Cremallera con accionamiento de engranaje y tornillo sin fin. Torno de husillo horizontal.
Para las grandes compuertas se utilizan así exclusivamente dispositivos oleohidráulicos con servomotor
Órganos de obturación (Válvulas) Los órganos de obturación denominados, en general, válvulas, se utilizan para abrir y cerrar el paso del agua por los conductos forzados. Según el empleo a que están destinados, los órganos de obturación pueden ser: Órganos de seccionamiento, cuya misión es cerrar el paso del agua hacia las turbinas, cuando sea necesario. Órganos de seguridad, que deben obturar el conducto, no solamente en el caso en que el caudal sobrepase el absorbido normalmente por la turbina, sino también, en caso de embalamiento de esta última. Estas válvulas están provistas, casi siempre, de dispositivos automáticos de cierre, que entran en acción cuando la velocidad del agua sobrepasa un valor máximo, fijado de antemano. En las instalaciones hidroeléctricas se encuentran muchos tipos de órganos de obturación, que cumplen además funciones muy diferentes. Nosotros estudiaremos solamente los más frecuentes que son:
Válvulas de compuerta. Válvulas de mariposa. Válvulas esféricas.
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La elección del tipo más apropiado depende de las dimensiones, de la forma de la sección que se ha de obturar, de la presión, de la necesidad de una regulación de apertura parcial, etc.
Cámara de turbinas Se denomina cámara de turbinas al espacio destinado en una central hidroeléctrica para el alojamiento de las turbinas hidráulicas. La cámara de turbinas puede ser abierta, si está en comunicación con el exterior, o cerrada, en el caso contrario. Actualmente, en casi todos los saltos de agua, se utiliza turbinas en cámara cerrada, a la que afluye el agua procedente de las tuberías forzadas. Esta disposición, tiene la gran ventaja de que las tuberías pueden situarse en el lugar más conveniente, los efectos de cimentación, canal de desagüe, etc... ya que a la tubería de presión, que une la cámara de presión con las turbinas puede dársele el trazado y longitud más adecuados. Para resumir todo lo dicho en el presente párrafo veamos las ventajas e inconvenientes de las turbinas de eje vertical y de eje horizontal, tanto para cámaras abiertas como cerradas: Turbinas de eje vertical Ventajas:
-Posibilidad de montar los generadores por encima del nivel de agua, hasta la altura más conveniente, por pequeño que sea el salto. -Economía de instalación. Inconvenientes:
-Si la turbina ha de accionar un generador de eje horizontal, son necesarios engranajes de transmisión. -Las cargas verticales correspondientes a las maquinas han de ser sostenidas por un soporte cojinete de empuje.
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Turbinas de eje horizontal Ventajas:
-Soportes cojinetes normales. -Transmisión directa a ejes horizontales. -Más fácil vigilancia porque todos los elementos están a la misma altura. Inconvenientes:
-Instalación de mayor extensión superficial, por lo tanto más caras. -El agua ha de reingresar al canal de desagüe a través de uno o más codos a 90°; por lo tanto, mayores pérdidas de carga.
Tubo de aspiración El tubo de aspiración sirve de d e enlace entre la turbina y el desagüe y para aprovechar, además, el salto entre ambos elementos. Se construye de hormigón o de chapa de acero y ha de tener una sección variable para conseguir la máxima recuperación de la energía cinética del agua a la salida del rodete de la turbina.
Canal de desagüe El canal de desagüe llamado también socaz, recoge el agua a la salida de la turbina para devolverla nuevamente al río en el punto conveniente. A la salida de las turbinas, el agua tiene todavía una velocidad importante y, por lo tanto, bastante poder erosivo y para evitar socavaciones del piso o paredes hay que revestir cuidadosamente el desemboque del agua de las turbinas. En saltos bajos en que conviene perder poco desnivel, el canal de desagüe ha de ser corto. En saltos de gran altura y, especialmente en aquellos en que el agua arrastra poco o ningún material sólido, el canal de desagüe puede ser de mayor longitud.
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Casa de máquinas En la casa de maquinas de una central hidroeléctrica, se montan los grupos eléctricos para la producción de la energía eléctrica, así como la maquinaria auxiliar necesaria para su funcionamiento. Sin embargo, podemos intentar una primera clasificación de las centrales según la disposición general de la casa de máquinas en:
Centrales al exterior. Centrales subterráneas.
Ventajas De Las Centrales Hidroeléctricas:
No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energía, constantemente 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 ingeniería necesarias para aprovechar la energía hidráulica tienen una duración considerable. La turbina hidráulica 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.
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Desventajas De Las Centrales Hidroeléctricas:
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. termoeléctricas. La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y de año en año.
Centrales Hidroeléctricas de Chile. IV REGIÓN
Central: Central Hidroeléctrica Los Molles Ubicación: Rapel, IV Región Empresa Propietaria: ENDESA Año Puesta en Servicio: 1952
V REGIÓN
Central: Central Hidroeléctrica Aconcagua Ubicación: Saladillo, V Región Empresa Propietaria: ACONCAGUA S.A. Año Puesta en Servicio: 1993-94 Central: Central Ciclo-Combinado Nehuenco Ubicación: Quillota, V Región Empresa Propietaria: COLBÚN S.A. Año Puesta en Servicio: 1998 Central: Central Hidroeléctrica Los Quilos Ubicación: Saladillo, V Región Empresa Propietaria: H.G. Vieja y M. Valpo. Año Puesta en Servicio: 1943-89 Central: Central Ciclo-Combinado San Isidro Ubicación: Quillota, V Región Empresa Propietaria: San Isidro S.A. Año Puesta en Servicio: 1998
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Central: Central Hidroeléctrica Sauce Andes Ubicación: Los Andes, V Región Empresa Propietaria: GEN. S. ANDES Año Puesta en Servicio: 1909
VI REGIÓN
Central: Central Hidroeléctrica Rapel Ubicación: Navidad, VI Región Empresa Propietaria: ENDESA Año Puesta en Servicio: 1968 Central: Central Hidroeléctrica Sauzal Ubicación: Rancagua, VI Región Empresa Propietaria: ENDESA Año Puesta en Servicio: 1948 Central: Central Hidroeléctrica Sauzalito Ubicación: Rancagua, VI Región Empresa Propietaria: ENDESA Año Puesta en Servicio: 1959
VII REGIÓN
Central: Central Hidroeléctrica Cipreses Ubicación: Los Cipreses, VII Región Empresa Propietaria: ENDESA Año Puesta en Servicio: 1955 Central: Central Hidroeléctrica Colbún Ubicación: San Clemente, VII Región Empresa Propietaria: COLBÚN S.A. Año Puesta en Servicio: 1985 Central: Central Hidroeléctrica Curillinque Ubicación: Los Cipreses, VII Región Empresa Propietaria: PEHUENCHE S.A Año Puesta en Servicio: 1993 Central: Central Hidroeléctrica Isla Ubicación: Los Cipreses, VII Región Empresa Propietaria: ENDESA Año Puesta en Servicio: 1963-64
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Central: Central Hidroeléctrica Loma Alta Ubicación: Linares, VII Región Empresa Propietaria: PEHUENCHE S.A. Año Puesta en Servicio: 1997 Central: Central Hidroeléctrica Machicura Ubicación: San Clemente, VII Región Empresa Propietaria: COLBÚN S.A Año Puesta en Servicio: 1985 Central: Central Hidroeléctrica Pehuenche Ubicación: San Clemente, VII Región Empresa Propietaria: PEHUENCHE S.A. Año Puesta en Servicio: 1991 Central: Central Hidroeléctrica San Ignacio Ubicación: San Clemente, VII Región Empresa Propietaria: COLBÚN S.A. Año Puesta en Servicio: 1996
VIII REGIÓN
Central: Central Hidroeléctrica Abanico Ubicación: El Abanico, VIII Región Empresa Propietaria: ENDESA Año Puesta en Servicio: 1948-59 Central: Central Hidroeléctrica Antuco Ubicación: El Abanico, VIII Región Empresa Propietaria: ENDESA Año Puesta en Servicio: 1981 Central: Central Hidroeléctrica Mampil Ubicación: Santa Bárbara, VIII Región Empresa Propietaria: IBENER S.A. Año Puesta en Servicio: 2000 Central: Central Hidroeléctrica Pangue Ubicación: Santa Bárbara, VIII Región Empresa Propietaria: PANGUE S.A. Año Puesta en Servicio: 1996 Central: Central Hidroeléctrica Peuchén Ubicación: Santa Bárbara, VIII Región Empresa Propietaria: IBENER S.A. Año Puesta en Servicio: 2000
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Central: Central Hidroeléctrica Rucúe Ubicación: El Abanico, VIII Región Empresa Propietaria: COLBÚN S.A. Año Puesta en Servicio: 1998 Central: Central Hidroeléctrica El Toro Ubicación: El Abanico, VIII Región Empresa Propietaria: ENDESA Año Puesta en Servicio: 1973 Central: Central Hidroeléctrica Ralco Propiedad : ENDESA Ubicación : 120 km. al oriente de Los Angeles, VIII Región. Año Puesta en Servicio: 2004
X REGIÓN
Central: Central Hidroeléctrica Canutillar Ubicación: Puerto Montt, X Región Empresa Propietaria: ENDESA Año Puesta en Servicio: 1990 Central: Central Hidroeléctrica Capullo Ubicación: Rupanco, X Región Empresa Propietaria: E.E. CAPULLO Año Puesta en Servicio: 1995 Central: Central Hidroeléctrica Pilmaiquén Ubicación: Entre Lagos, X Región Empresa Propietaria: PILMAIQUÉN S.A. Año Puesta en Servicio: 1944-59 Central: Central Hidroeléctrica Pullinque Ubicación: Pullinque, X Región Empresa Propietaria: PULLINQUE S.A. Año Puesta en Servicio: 1962
REGIÓN METROPOLITANA
Central: Central Hidroeléctrica Alfalfal Ubicación: Los Maitenes, Región Metroplitana Empresa Propietaria: GENER S.A. Año Puesta en Servicio: 1991 Central: Central Hidroeléctrica Carbomet Ubicación: San Bernardo, Región Metropolitana Empresa Propietaria: CARBOMET S.A. Año Puesta en Servicio: 1944-86
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Central: Central Hidroeléctrica Florida Ubicación: La Florida, Región Metropolitana Empresa Propietaria: S.C. del Maipo Año Puesta en Servicio: 1909-93 Central: Central Hidroeléctrica Maitenes Ubicación: Los Maitenes, Región Metropolitana Empresa Propietaria: GENER S.A. Año Puesta en Servicio: 1923-89 Central: Central Ciclo-Combinado Nueva Renca Ubicación: Santiago, Región Metropolitana Empresa Propietaria: Sociedad Eléctrica Santiago S.A. Año Puesta en Servicio: 1997 Central: Central Hidroeléctrica Puntilla Ubicación: Puente Alto, Región Metropolitana Empresa Propietaria: E. E. PUNTILLA S.A. Año Puesta en Servicio: 1997 Central: Central Hidroeléctrica Queltehues Ubicación: Los Queltehues, Región Metropolitana Empresa Propietaria: GENER S.A. Año Puesta en Servicio: 1928 Central: Central Hidroeléctrica Volcán Ubicación: El Volcán, Región Metropolitana Empresa Propietaria: GENER S.A. Año Puesta en Servicio: 1944
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Conclusión La construcción de centrales hidroeléctricas es necesaria para la creación de la energía, pero tiene sus aspectos positivos y negativos los cuales son a considerar: considerar:
Negativo:
Impacto ambiental sobre el hábitat h ábitat de especies animales, vegetales, sobre la cultura pehuenche y sobre la vida del río mismo. Conflictos con grupos que se oponen a la construcción de estas centrales, como por ejemplo los indígenas.
Positivo:
Desarrollo del país Mayor inversión del sector privado para el desarrollo del país. Se abaratan los precios de la electricidad electricidad ya que la hidroelectricidad hidroelectricidad es un forma barata de producir energía. Aumenta el empleo, o sea menor cesantía.
