Este documento resume los principales conceptos relacionados con la energía hidráulica y las centrales hidroeléctricas. Explica cómo se almacena la energía potencial del agua y cómo se calcula, los tipos de centrales hidroeléctricas según su tamaño y ubicación, los componentes clave como las represas, embalses y turbinas, y los posibles impactos ambientales. También compara las ventajas e inconvenientes de las centrales hidroeléctricas frente a otras formas de generación eléctrica.

1. ENERGÍAS
ALTERNATIVAS
ENERGÍA HIDRÁULICA HIDROELÉCTRICAS

4. CONCEPTO: E que contiene el agua por su posición dentro del campo gravitatorio de la tierra.
Ep= m . g . h = ɗw . V . g . h
m = masa del agua
ɗw = densidad del agua
V = volumen total del agua almacenada
g = aceleración de la gravedad
h = altura o salto a la que se encuentra la masa de agua.
Resolver: un embalse tiene una capacidad de almacenamiento de 10 E8 m3 y un salto efectivo medio de 60 metros. Cual
es la energía almacenada cuando esta lleno?
Determinar la potencia Deber. Para Hidroagoyan
Aspectos importantes en el diseño.
Ciclo hidrológico, caudal, aspectos meteorológicos, Dependen de la altura de salto
MINIHIDRAULICAS 5MW
CENTRALES HIDROELECTRICAS + 5MW
Costos elevado de mantenimiento
Impactos ambientales desaparición de terrenos bajo las
aguas
Menos estabilidad energética
Vida larga frente a la inversión inicial
Difícil de integrar una red
Duración de turbinas frente temperatura invariables
No generan GEI
Grandes inversiones por obras civiles: Desviación del rio, construcción del dique, edificación de la central, gasto en
equipamiento (turbinas, alternadores, canales, aliviaderos, tomas de agua, compuertas, conducciones, chimeneas de
equilibrio, cámara de carga , sedimentos)

5. Estimación de los recursos hidrológicos totales.
Ep(Kw)=m(kg).g(m/s2).h(m)
Precipitación anual en el mundo= 10 E17 Kg de agua (año)
h media= 800 m
No es real
Capacidad mundial de producción y producción real.
Potencia de caída estimada teóricamente.
P(kW)=9,8 (ms-2) Q (m3s-1) h (m)
Perdidas (fricción, canales de aducción, tuberías, etc)
Hef= ht – hf
Eficiencia de la turbina (n)
Ecuación adecuada: P(kW)= n 9,8 (ms-2) Q (m3s-1) he(m)
Ejemplo: he= 450 m Calcular: a.- Q que pasa a través de 1 de los generadores, si produce 200 Mw con una eficiencia de
n= 92%. b.-la cantidad de agua que tiene el embalse cuando esta lleno es de 10E7 m3. si la central dispone de 5
generadores de 200Mw cada uno. Cuanto tiempo podría funcionar la central a su máxima potencia.
Deber: Consultar la capacidad de producción eléctrica actual y potencial en distintos continentes y a nivel regional
(América).
Tipos de centrales hidroeléctricas
Topografía, orografía.
Criterios de clasificación:
1.- Centrales mini hidráulicas producción menor a 5MW y centrales hidroeléctricas convencionales las superiores a
esta
2.- salto efectivo elevado mayor a 100 m, salto bajo menor a 10 m, salto efectivo intermedio entre 10 y 100 m
(determinante para seleccionar el tipo de turbina
Presión hidrostática (presión en at que ejerce un volumen de agua sobre una superficie)
P hidrosta (atmosferas) = dw (kg/m3) g (m/s2) h (m) Ejemplo: para una h= 10m calcule la P hidrosta.

6. 3.- Según las condiciones de emplazamiento y tipo de
represa o embalse:
a.- Centrales de agua fluyente o canal de derivación:
salto efectivo bajo, turbinas de reacción, en ríos de
alto caudal pero no capacidad de almacenamiento,
varia a las épocas del años estiaje e invierno
b.- Centrales de embalse o de regulación: corte de
cauce de rio por un embalse (almacena agua),
aprovecha grandes saltos de agua, obras costosas por
muro de cierre , zonas altas:
Centrales de gravedad: la masa de la presa gravita en
el suelo que lo sustenta se puede recubrir con
hormigón
Centrales de bóveda: lugares abruptos, el suelo que lo
contiene, debe ser roca dura, del agua descansa en las
paredes
c.- Centrales de bombeo: bombeo de agua a un
embalse desde un embalse a menor altura, utiliza
turbinas de reacción ya que estas funcionan como
motores eléctricos ) máxima eficiencia (la bomba se
convierte en turbina y el motor en generador)
Deber: Determinar el funcionamiento de las centrales
(clasificación, actividades y componentes de los
mismos, gráficos), Rapidez de respuesta de diversas
formas de almacenamiento de energía para generar
600 MW de electricidad.

7. Tipos de turbinas
La turbina es la parte central de la hidroeléctrica convierte la
energía del agua en energía cinética de rotación
Turbinas de acción o de impulso: convierten la energía
cinética de del agua.
Pelton: velocidad de giro hasta 1000 rpm, saltos mayores a
300 m, produce potencias entre 400 kW y 110 MW
Deber características de diseño, conservación del momento,
potencia máxima, eficiencia, potencia útil, velocidad de
chorro y tamaño inyector, criterios de diseño, ejemplo.
Turbinas Turgo y flujo cruzado: saltos de agua de altura
media, también se llaman Mitchell-Banki u Ossberger,
utilizadas para minihidroeléctricas, potencias menores a 100
KW
Turbinas de reacción o presión: convierten la presión
hidrostática del agua, la presión del agua aumenta en 1
atmosfera por cada 10 m de profundidad
Francis: Pueden instalarse en centrales mareomotrices,
saltos medios o elevados, a la misma velocidad del agua,
pueden generar vibraciones
Deber: características , ejemplo de diseño
Turbinas de tipo hélice: Salto disponible y caudal
Kaplan: caudales diferentes, mini y gran escala,
Deber criterios de selección de turbina mas adecuada
velocidad específica e intervalos de aplicación,
hidroelectricidad a pequeña escala .
Efectos ambientales
Costo de construcción y servicio a la poblacion estimada y
futura
En todos los casos el par motor de la turbina se trasmite al
rotor de un generador eléctrico para producir electricidad
Los diámetros varían desde 30 cm a 7 metros
TIPOS DE ROTORES DE LAS TURBINAS
Francis - Hélice de ángulo fijo- Turgo
Pelton - Kaplan – Banki de flujo cruzado