Partes de Una Central Hidroelectrica
Componentes principales de una central hidroeléctrica •
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La presa, que se encarga de contener el agua de un río y almacenarla en un embalse. Rebosaderos ,elementos que permiten liberar parte del agua que es retenida sin que pase por la sala de máquinas. Destructores de energía , que se utilizan para evitar que la energía que posee el agua que cae desde los salientes de una presa de gran altura produzcan, al chocar contra el suelo, grandes erosiones en el terreno. Básicamente encontramos dos tipos de destructores de energía: •
•
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Los dientes o prismas de cemento , que provocan un aumento de la turbulencia y de los remolinos. Los deflectores de salto de esquí , que disipan la energía haciendo aumentar aumentar la friccin del agua con el aire y a tr avés del choque con el colchn de agua que encuentra a su caída.
Sala de máquinas. Construccin donde se sit!an las máquinas "turbinas, alternadores#$ y elementos de regulacin y control de la central. Turbina. %lementos que transforman en energía mecánica la energía cinética de cinética de una corriente de agua. lternador. &ipo de generador eléctrico destinado eléctrico destinado a transformar la energía mecánica en eléctrica.
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Conducciones. 'a alimentacin del agua a las turbinas se hace a través de un sistema comple(o de canalizaciones.
%n el caso de los canales, se pueden realizar e)cavando el terreno o de forma artificial mediante estructuras de hormign. *u construccin está siempre condicionada a las condiciones geográficas. +or eso, la me(or solucin es construir un t!nel de carga, aunque el coste de inversin sea más elevado. 'a parte final del recorrido del agua desde la cámara de carga hasta las turbinas se realiza a través de una tubería for"ada. +ara la construccin de estas tuberías se utiliza acero para saltos de agua de hasta ---m y hormign para saltos de agua de --m. •
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#ál$ulas% dispositivos que permiten controlar & regular la circulaci'n del agua por las tuberías. C(imeneas de equilibrio: son unos pozos de presin de las turbinas que se utilizan para evitar el llamado / golpe de ariete)% que se produce cuando hay un cambio repentino de presin debido a la apertura o cierre rápido de las válvulas en una instalacin hidráulica.
La presa 'a presa es el primer elemento que encontramos en una central hidroeléctrica. *e encarga de contener el agua de un río y almacenarla en un embalse. Con la construccin de una presa se consigue un determinado desni$el de agua, que es aprovechado para conseguir energía. 'a presa es un elemento esencial y su forma depende principalmente de la orografía del terreno y del curso del agua donde se tiene que situar. 'as presas se pueden clasificar, seg!n el material utilizado en su construccin, en presas de tierra y presas de hormign.
Las presas de (ormig'n son las más resistentes y las más utilizadas. 0ay tres tipos de presas de hormign en funcin de su estructura: •
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Presas de gra$edad . *on presas de hormign triangulares con una base anc(a que se $a (aciendo más estrec(a en la parte superior. *on construcciones de larga duracin y que no necesitan mantenimiento. 'a altura de este tipo de presas está limitada por la resistencia del terreno. Presa de $uelta. %n este tipo de presas la pared es cur$a. 'a presin provocada por el agua se transmite íntegramente hacia las paredes del valle por el efecto del arco. Cuando las condiciones son favorables, la estructura necesita menos hormign que una presa de gravedad, pero es difícil encontrar lugares donde se puedan construir. Presas de contrafuertes . &ienen una pared que soporta el agua y una serie de contrafuertes o pilares de forma triangular, que su(etan la pared y transmiten la carga del agua a la base.
%n general, se utilizan en terrenos poco estables y no son muy econmicas.
La turbina (idráulica 'as turbinas hidráulicas son el elemento fundamental para el aprovechamiento de la energía en las centrales hidráulicas. &ransforman en energía mecánica la energía cinética "fruto del movimiento$ de una corriente de agua. *u componente más importante es el rotor , que tiene una serie de palas que son impulsadas por la fuerza producida por el agua en movimiento, haciéndolo girar. 'as turbinas hidráulicas las podemos clasificar en dos grupos:
•
Turbinas de acci'n. *on aquellas en las que la energía de presin del agua se transforma completamente en energía cinética. &ienen como característica principal que el agua tiene la má)ima presin en la entrada y la salida del rodillo.
1n e(emplo de este tipo son las turbinas +elton. •
Turbinas de reacci'n. *on las turbinas en que solamente una parte de la energía de presin del agua se transforma en energía cinética. %n este tipo de turbinas, el agua tiene una presin más peque2a en la salida que en la entrada.
1n e(emplo de este tipo son las turbinas 3aplan. 'as turbinas que se utilizan actualmente con me(ores resultados son las turbinas Pelton% *rancis & +aplan. 4 continuacin se enumeran sus características técnicas y sus aplicaciones más destacadas: •
•
Turbina Pelton. &ambién se conoce con el nombre de turbina de presi'n. *on adecuadas para los saltos de gran altura & para los caudales relati$amente peque,os . 'a forma de instalacin más habitual es la disposici'n (ori"ontal del e-e .
Turbina *rancis. %s conocida como turbina de sobrepresi'n , porque la presin es variable en las zonas del rodillo. 'as turbinas 5rancis se pueden usar en saltos de diferentes alturas dentro de un amplio margen de caudal , pero son de rendimiento ptimo cuando traba(an en un caudal entre el 6- y el 7--8 del caudal má)imo.
+ueden ser instaladas con el e(e en posicin horizontal o en posicin vertical pero, en general, la disposicin más habitual es la de e-e $ertical.
•
Turbina +aplan. *on turbinas de admisin total y de reaccin. *e usan en saltos de peque,a altura con caudales medianos & grandes . 9ormalmente se instalan con el e(e en posicin vertical, pero también se pueden instalar de forma horizontal o inclinada.
%n el siguiente (uego interactivo puedes comprender me(or la relacin entre el caudal y la altura en las centrales hidroeléctricas.
Componentes principales de una central hidroeléctrica •
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La presa, que se encarga de contener el agua de un río y almacenarla en un embalse. Rebosaderos ,elementos que permiten liberar parte del agua que es retenida sin que pase por la sala de máquinas. Destructores de energía , que se utilizan para evitar que la energía que posee el agua que cae desde los salientes de una presa de gran altura produzcan, al chocar contra el suelo, grandes erosiones en el terreno. Básicamente encontramos dos tipos de destructores de energía: •
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Los dientes o prismas de cemento , que provocan un aumento de la turbulencia y de los remolinos. Los deflectores de salto de esquí , que disipan la energía haciendo aumentar la friccin del agua con el aire y a tr avés del choque con el colchn de agua que encuentra a su caída.
Sala de máquinas . Construccin donde se sit!an las máquinas "turbinas, alternadores#$ y elementos de regulacin y control de la central. Turbina. %lementos que transforman en energía mecánica la energía cinética de una corriente de agua. lternador. &ipo de generador eléctrico destinado a transformar la energía mecánica en eléctrica. Conducciones. 'a alimentacin del agua a las turbinas se hace a través de un sistema comple(o de canalizaciones.
%n el caso de los canales, se pueden realizar e)cavando el terreno o de forma artificial mediante estructuras de hormign. *u construccin está siempre condicionada a las condiciones geográficas. +or eso, la me(or solucin es construir un t!nel de carga, aunque el coste de inversin sea más elevado. 'a parte final del recorrido del agua desde la cámara de carga hasta las turbinas se realiza a través de una tubería for"ada. +ara la construccin de estas tuberías se utiliza acero para saltos de agua de hasta ---m y hormign para saltos de agua de --m. •
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#ál$ulas% dispositivos que permiten controlar & regular la circulaci'n del agua por las tuberías. C(imeneas de equilibrio: son unos pozos de presin de las turbinas que se utilizan para evitar el llamado / golpe de ariete)% que se produce cuando hay un cambio repentino de presin debido a la apertura o cierre rápido de las válvulas en una instalacin hidráulica.
La presa 'a presa es el primer elemento que encontramos en una central hidroeléctrica. *e encarga de contener el agua de un río y almacenarla en un embalse. Con la construccin de una presa se consigue un determinado desni$el de agua, que es
aprovechado para conseguir energía. 'a presa es un elemento esencial y su forma depende principalmente de la orografía del terreno y del curso del agua donde se tiene que situar. 'as presas se pueden clasificar, seg!n el material utilizado en su construccin, en presas de tierra y presas de hormign.
Las presas de (ormig'n son las más resistentes y las más utilizadas. 0ay tres tipos de presas de hormign en funcin de su estructura: •
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Presas de gra$edad . *on presas de hormign triangulares con una base anc(a que se $a (aciendo más estrec(a en la parte superior. *on construcciones de larga duracin y que no necesitan mantenimiento. 'a altura de este tipo de presas está limitada por la resistencia del terreno. Presa de $uelta. %n este tipo de presas la pared es cur$a. 'a presin provocada por el agua se transmite íntegramente hacia las paredes del valle por el efecto del arco. Cuando las condiciones son favorables, la estructura necesita menos hormign que una presa de gravedad, pero es difícil encontrar lugares donde se puedan construir. Presas de contrafuertes . &ienen una pared que soporta el agua y una serie de contrafuertes o pilares de forma triangular, que su(etan la pared y transmiten la carga del agua a la base.
%n general, se utilizan en terrenos poco estables y no son muy econmicas.
La turbina (idráulica 'as turbinas hidráulicas son el elemento fundamental para el aprovechamiento de la energía en las centrales hidráulicas. &ransforman en energía mecánica la energía cinética "fruto del movimiento$ de una corriente de agua. *u componente más importante es el rotor , que tiene una serie de palas que son impulsadas por la fuerza producida por el agua en movimiento, haciéndolo girar. 'as turbinas hidráulicas las podemos clasificar en dos grupos: •
Turbinas de acci'n. *on aquellas en las que la energía de presin del agua se transforma completamente en energía cinética. &ienen como característica principal que el agua tiene la má)ima presin en la entrada y la salida del rodillo.
1n e(emplo de este tipo son las turbinas +elton. •
Turbinas de reacci'n. *on las turbinas en que solamente una parte de la energía de presin del agua se transforma en energía cinética. %n este tipo de turbinas, el agua tiene una presin más peque2a en la salida que en la entrada.
1n e(emplo de este tipo son las turbinas 3aplan. 'as turbinas que se utilizan actualmente con me(ores resultados son las turbinas Pelton% *rancis & +aplan. 4 continuacin se enumeran sus características técnicas y sus aplicaciones más destacadas: •
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Turbina Pelton. &ambién se conoce con el nombre de turbina de presi'n. *on adecuadas para los saltos de gran altura & para los caudales relati$amente peque,os . 'a forma de instalacin más habitual es la disposici'n (ori"ontal del e-e .
Turbina *rancis. %s conocida como turbina de sobrepresi'n , porque la presin es variable en las zonas del rodillo. 'as turbinas 5rancis se pueden usar en saltos de diferentes alturas dentro de un amplio margen de caudal , pero son de rendimiento ptimo cuando traba(an en un caudal entre el 6- y el 7--8 del caudal má)imo.
+ueden ser instaladas con el e(e e posicin horizontal o en posicin vertical pero, en general, la disposicin más habitual es la de e-e $ertical.
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Turbina +aplan. *on turbinas de admisin total y de reaccin. *e usan en saltos de peque,a altura con caudales medianos & grandes . 9ormalmente se instalan con el e(e en posicin vertical, pero también se pueden instalar de forma horizontal o inclinada.
%n el siguiente (uego interactivo puedes comprender me(or la relacin entre el caudal y la altura en las centrales hidroeléctricas.
+otencia de una central hidroeléctrica 'a potencia de una central (idroelctrica se mide generalmente en megavatios ";$ y se calcula mediante la frmula siguiente:
donde: •
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+e < potencia en vatios ";$ = < densidad del fluido en >g?m@ At < rendimiento de la turbina hidráulica "entre -. y -.D$
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Ag < rendimiento del generador eléctrico "entre -. y -.$
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Am < rendimiento mecánico del acoplamiento turbina alternador "-.?-.$
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E < caudal turbinable en m@?s
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0 < desnivel disponible en la presa entre aguas arriba y aguas aba-o, en metros "m$
%n una central hidroeléctrica se define: •
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Potencia media: potencia calculada mediante la frmula de arriba considerando el caudal medio disponible y el desnivel medio disponible. Potencia instalada: potencia nominal de los grupos generadores instalados en la central.
*eg!n su altura de caída del agua •
Centrales de alta presi'n Eue corresponden con el high head, y que son las centrales de más de -- m de caída del agua, por lo que solía corresponder con centrales con turbinas Pelton.
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Centrales de media presi'n *on las centrales con caída del agua de - a -- m, siendo dominante el uso de turbinas Francis, aunque también se puedan usar Kaplan.
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Centrales de ba-a presi'n Eue corresponden con el low head, son centrales con desniveles de agua de menos de - m, siendo usadas las turbinas 3aplan.
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Centrales de mu& ba-a presi'n *on centrales correspondientes con nuevas tecnologías, pues llega un momento en el cuál las turbinas 3aplan no son aptas para tan poco desnivel. *erían en inglés las very low head, y suelen situarse por deba(o de los Dm.
1na &urbina hidráulica es una turbomáquina motora hidráulica, que aprovecha la energía de un fluido que pasa a través de ella para producir un movimiento de rotacin que, transferido mediante un e(e, mueve directamente una máquina o bien un generador que transforma la energía mecánica en eléctrica, así son el rgano fundamental de una central hidroeléctrica.
Clasificaci'n +or ser turbomáquinas siguen la misma clasificacin de estas, y pertenecen, obviamente, al subgrupo de las turbomáquinas hidráulicas y al subgrupo de las turbomáquinas motoras. %n el lengua(e com!n de las turbinas hidráulicas se suele hablar en funcin de las siguientes clasificaciones:
De acuerdo al cambio de presi'n en el rodete o al grado de reacci'n •
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Turbinas de acci'n/ *on aquellas en las que el fluido de trabajo no sufre un cambio de presin importante en su paso a través de rodete. Turbinas de reacci'n/ *on aquellas en las que el fluido de trabajo si sufre un cambio de presin importante en su paso a través de rodete.
+ara clasificar a una turbina dentro de esta categoría se requiere calcular el grado de reaccin de la misma. 'as turbinas de accin aprovechan !nicamente la velocidad del flu(o de agua, mientras que las de reaccin aprovechan además la pérdida de presin que se produce en su interior.
De acuerdo al dise,o del rodete Carta para seleccionar turbinas hidráulicas en funcin del caudal y el salto. %sta clasificacin es la más determinista, ya que entre las distintas de cada género las diferencias slo pueden ser de tama2o, ángulo de los Flabes o cangilones, o de otras partes de la turbomáquina distinta al rodete. 'os tipos más importantes son: •
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Turbina +aplan/ son turbinas a)iales, que tienen la particularidad de poder variar el ángulo de sus palas durante su funcionamiento. %stán dise2adas para traba(ar con saltos de agua peque2os y con grandes caudales."&urbina de reaccin$ Turbina Hlice/ son e)actamente iguales a las turbinas >aplan, pero a diferencia de estas, no son capaces de variar el ángulo de sus palas. Turbina Pelton: *on turbinas de flu(o transversal , y de admisin parcial. Girectamente de la evolucin de los antiguos molinos de agua, y en vez de contar con álabes o palas se dice que tiene cucharas. %stán dise2adas para traba(ar con saltos de agua muy grandes, pero con caudales peque2os."&urbina de accin$ Turbina *rancis: *on turbinas de flu(o mi)to y de reaccin. %)isten algunos dise2os comple(os que son capaces de variar el ángulo de sus álabes durante su funcionamiento. %stán dise2adas para traba(ar con saltos de agua medios y caudal medios. Turbina 0ssberger 1 2an3i 1 4ic(ell : 'a turbina H**B%IJ%I es una turbina de libre desviacin, de admisin radial y parcial. Gebido a su n!mero específico de revoluciones cuenta entre las turbinas de régimen lento. %l distribuidor imprime al chorro de agua una seccin rectangular, y éste circula por la corona de paletas del rodete en forma de cilindro, primero desde fuera hacia dentro y, a continuacin, después de haber pasado por el interior del rodete, desde dentro hacia fuera.
%s una turbina hidráulica de impulso dise2ada para saltos de desnivel medio.%l rodete de una &urgo se parece a un rodete +elton partido por la mitad. +ara la misma potencia, el rodete &urgo tiene la mitad del diámetro que el de un rodete +elton y dobla la velocidad específica.
Como funciona una central (idroelectrica
https:??KKK.youtube.com?KatchLvzudD
