Centrales hidraulizas

1. UNIVERSIDAD MAYOR REAL Y PONTIFICIA
DE SAN FRANCISCO XAVIER DE CHUQUISACA
ASIGNATURA: ELT – 511 Centrales Eléctricas
TEMA: Centrales Hidroeléctricas
DOCENTE: Ing. Tatiana Vicker

2. CENTRALES HIDRAULICAS

3. El agua que corre sobre la tierra puede aprovecharse de acuerdo a dos
alternativas a través de un canal de derivación y una presa.
Ambas alternativas pueden ser usadas como una solución mixta
conjuntamente a la turbina.
 En conjunto se pretende el aprovechamiento integral de un rio o de
una cuenca completa (un rio y todas sus afluentes), mediante sucesivos
saltos de agua, construidos en los lugares mas apropiados (en los sitios
de mayor desnivel o cuando el cause es angosto y elevado entonces la
presa resulta mas económica para construir).
La función de una central hidroeléctrica es utilizar la energía potencial
del agua almacenada y convertirla, primero en energía mecánica y luego
en eléctrica

4. VENTAJAS E INCONVENIENTES
VENTAJAS
No requieren combustibles fósiles, 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 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

5. INCONVENIENTES
Las instalaciones producen un gran impacto visual
Para la construcción de una presa inundan grandes extensiones de
terrenos
La construcción de presas es muy costosa
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.

6. Clasificación de las centrales hidráulicas
1.- Centrales de alta presión
2.- Centrales de media presión
3.- Centrales de baja presión
1.- Centrales de alta presión.- altura de salto hidráulico
superior a 200 m como maquinas motrices se
utilizan turbinas Pelton o para saltos de menor altura
turbinas Francis lentas.

7. 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.
Kaplan RODETE DE UNA TURBINA FRANCIS

8. 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.
Kaplan
• En los casos en que el agua sólo circule en
dirección axial por los elementos del rodete,
tendremos las turbinas de hélice o Kaplan.
• Las turbinas Kaplan tienen álaves móviles
para adecuarse al estado de la carga.
Estas turbinas aseguran un buen rendimiento
aún con bajas velocidades de rotación.
(turbina a hélice o Kaplan).

9. Otros tipos de centrales hidroeléctricas
• Centrales mareomotrices
Utilizan el flujo y reflujo de las mareas. Pueden ser ventajosas en zonas costeras
donde la amplitud de la marea es amplia, y las condiciones morfológicas de la costa
permiten la construcción de una presa que corta la entrada y salida de la marea en
una bahía. Se genera energía tanto en el momento del llenado como en el momento
del vaciado de la bahía.
Centrales que aprovechan el movimiento de las olas
Este tipo de central es objeto de investigación desde la década de los 80. A inicios de
agosto se construyó la primera central que utiliza la de 1995, energía de las olas en
el norte de Escocia. La potencia de esta central es 2 MW. Lamentablemente fue
destruida un mes más tarde por un témpora. Los tipos de turbinas que hay son
Francis, Turgo, Kaplan y Pelton. Para la transformación

10. RODETE DE UNA TURBINA FRANCIS Rodete pelton

11. TAMBIEN SE CLASIFICAN
Central Hidroeléctrica de Pasada
CENTRALES DE AGUA CORRIENTE
Una central de pasada es aquella en que no
existe una acumulación apreciable de agua
"corriente arriba" de las turbinas.
En una central de este tipo las turbinas deben
aceptar el caudal disponible del río "como
viene", con sus variaciones de estación en
estación, o si ello es imposible el agua sobrante
se pierde por rebosamiento.
En ocasiones un embalse relativamente
pequeño bastará para impedir esa pérdida por
rebosamiento.
En la misma se aprovecha un estrechamiento del río,
y la obra del edificio de la central (casa de máquinas)
puede formar parte de la misma presa.
El desnivel entre "aguas arriba" y "aguas abajo", es
reducido, y si bien se forma un remanso de agua a
causa del azud, no es demasiado grande.
Este tipo de central, requiere un caudal
suficientemente constante para asegurar a lo largo
del año una potencia determinada.

12. Disposición eléctrica de una central hidroeléctrica
Para la formación de un salto de agua se precisa elevar el nivel superficial que esta
sobre el nivel normal de la corriente atajando el agua con una presa para producir el
salto total utilizable, con la misma presión de contribuir a este salto, derivando a la vez
las aguas por un canal de derivación de menor pendiente que el cause del rio. Las
aguas del canal de derivación se conducen a las turbinas y para ello, en los saltos
menores de 12m, el que desemboca directamente en la cámara de la turbinas y en los
saltos superiores a 12m, tenemos en un ensanchamiento llamado cámara de presión,
desde donde parte la tubería a presión que en condición forzada, lleva el agua a las
turbinas, a la salida de las turbinas, el agua pasa a un canal de desague, por el que
desemboca nuevamente en el rio aunque existen varias disposiciones.

14. 1ra disposición
Es la mas completa y consta :
1.-presa 2.-canal de derivación 3.-camara de presión 4.-tuberia de presión 5.-central 6.-
tuberia de desagüe 7.-parque de distribución de alta presión
Puede ser de agua corriente o embalsada en este ultimo puede estar proyectada para
resistir mayores presiones ya que el empuje de agua es mucha.
2da disposición
Para mejor aprovechamiento del agua en toda época del año y lleve corriente, esta
constituido 1.-Presa para embalsar las aguas en épocas de abundancia y regularizar la
corriente.
2.-Galeria de presión derivada de la presa a nivel inferior al máximo admisible
permitiendo aprovechar todo el volumen del agua almacenada entre un nivel próximo y
el nivel máximo de embase.
3.- Chimenea de equilibrio 4.- Tubería de presión 5.- Central 6.- Canal de desagüe 7.-
Parque de distribución de alta tensión
Se sustituye la cámara de presión por la chimenea de equilibrio que sirve para
amortiguar los golpes de ariete que se originan por la aceleración o desaceleración del
agua en la turbina como consecuencia de las variaciones de carga en las turbinas.

15. COMPONENTES DE UNA CENTRAL HIDROELECTRICA
1. Embalse superior, 2. Presa, 3. Galeria de conducción, 4-5. Tuberia forzada, 6. Central, 7. Turbinas y
generadores, 8. Desagües, 9. Líneas de transporte de energía eléctrica, 10. Embalse inferior o río.

16. La Presa o Represa
Con estas construcciones se logra un determinado nivel del agua antes de la
contención, y otro nivel diferente después de la misma. Ese desnivel se aprovecha
para producir energía.
Represa de tierra Represa de hormigón

17. Los Aliviaderos
Los aliviaderos son elementos vitales de la presa que tienen como misión liberar
parte del agua detenida sin que esta pase por la sala de máquinas y pueden ser de
fondo o de superficie

18. Tomas de agua
Las tomas de agua son construcciones adecuadas que permiten recoger el
líquido para lleverlo hasta las máquinas por medios de canales o tuberias.

19. Canal de derivación
El canal de derivación se utiliza para conducir agua desde la presa
hasta las turbinas de la central.

20. CAMARA DE PRESION O CHIMENEA DE EQUILIBRIO
Debido a las variaciones de carga del alternador o a condiciones imprevistas se
utilizan las chimeneas de equilibrio que evitan las sobrepresiones en las tuberías
forzadas y álabes de las turbinas.

21. Casa de máquinas
Es la construcción en donde se ubican las máquinas (turbinas, alternadores, etc.) y los elementos
de regulación y comando.
1. Agua embalsada, 2. Presa, 3. Rejillas filtradoras, 4. Tubería forzada, 5. Conjunto
turbina-alternador, 6. Turbina, 7. Eje, 8. Generador, 9. Líneas de transporte de
energía eléctrica, 10. Transformadores

22. Cámara de turbinas.
Se denomina cámara de turbinas al espacio
destinado en una central hidroeléctrica para el
alojamiento de las turbinas hidráulicas.
Hay tres tipos principales de turbinas
hidráulicas
La rueda Pelton
La turbina Francis
La de hélice o turbina Kaplan

23. Rueda Pelton
Adecuada para saltos grandes

24. TURBINA FRANCIS
adecuada para saltos medianos
En el dibujo podemos
apreciar la forma
general de un rodete y
el importante hecho de
que el agua entre en
una dirección y salga
en otra a 90º, situación
que no se presenta en
las ruedas Pelton.
Las palas o álabes de la
rueda Francis son
alaveadas.

25. Turbina Kaplan
muy útil en saltos pequeños

26. 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