El documento describe los conceptos básicos de la energía hidráulica, incluyendo cómo el agua almacenada en embalses posee energía potencial que se transforma en energía cinética al ser liberada, y cómo esta energía cinética se aprovecha mediante centrales hidroeléctricas para generar energía eléctrica. Explica los principales componentes de una central hidroeléctrica como embalses, presas, tuberías, turbinas y generadores, y los tipos de turbinas utilizadas según las características del

1. Energía Hidráulica
Prof. J.Arroyo
ENERGÍAS RENOVABLES

2. Energía Potencial y cinética
 Una masa de agua situada a
una determinada altura
posee una energía potencial
igual al producto de m g h,
• que se transforma en
energía cinética al
dejarla caer libremente
(1/2 mv2)

3. Energía Hidráulica
 Se denomina energía
hidráulica o energía
hídrica a aquella que
se obtiene del
aprovechamiento de
las energías cinética y
potencial de la
corriente de ríos,
saltos de agua o
mareas.

4. Energía hidráulica
 La energía entonces está asociada a las corrientes o
saltos de agua (energía potencial respecto de un
nivel de referencia).
 Y un caudal (energía de movimiento o cinética)

5. Energía Hidráulica
 Es un tipo de energía verde
cuando su impacto ambiental
es mínimo y usa la fuerza
hídrica sin represarla, caso
contrario es considerada solo
una forma de energía
renovable.
 VENTAJAS
 Es una energía limpia
 No contaminante
 Su transformación es directa
 Es renovable
 DESVENTAJAS
 Imprevisibilidad de las
precipitaciones
 Capacidad limitada de los
embalses
 Impacto medioambiental en los
ecosistemas
 Costo inicial elevado
(construcciones de grandes
embalses)
 Riesgos debidos a la posible
ruptura de la presa
 la constitución del embalse
supone la inundación de
importantes extensiones de
terreno, a veces áreas fértiles o
de gran valor ecológico, así
como el abandono de pueblos
y el desplazamiento de las
poblaciones.

6. Elementos que la componen
1. Embalse
a) Presa. Es una barrera interpuesta en el cause de un río
para retener y almacenar su agua, elevando el nivel
considerablemente y regulando el caudal de salidad.
Presa de gravedad
En as que el empuje del agua se
contrarresta con el peso del
muro que forma la presa.
Presas de bóveda
En forma de arco, con lo que se
consigue soportar mejor la
presión del agua.

7. b) Desagues
 Son aperturas dispuestas en la pared
principal de la presa a través de las
cuales se controla la salida del agua.
Desagues de superficie o
aliviaderos, regulan el nivel del
agua para evitar el desbordamiento
Desagues de medio fondo, son
desagues que se alimentan a
media altura de la presa.
Desagues de fondo, Son
desagues situados en la parte
inferior d ela presa.
3
t
i
p
o
s
d
e
d
e
s
a
g
u
e
s

8. 2) Tuberías de conexión
 Son las encargadas de llevar el agua hacía las turbinas.
 Construcción de acero, fundición, fibrocemento o plástico reforzado
con fibra de vidrio.
3) Planta
Transformadora.
En donde se
transforma la
energía cinética
en energía
eléctrica.

9. Tener en cuenta:
En cada uno de estos procesos de transformación
existen pérdidas, con lo cual está asociado el
concepto de rendimiento (de la turbina, del
generador, del transformador
Hoy la tecnología
permite obtener
rendimientos altos
del conjunto
(superiores al
85%)

10. El agua con su potencial hidráulica disponible, pasa por una
turbina, la cual la transforma en potencia mecánica y ésta a
través de un generador, es transformada en potencia
eléctrica.
De ahí pasa a los
transformadores, para luego
iniciar su viaje a los centros de
consumo

11. Partes de una planta transformadora.
 Elementos de cierre y
reguladores.
 Son los encargados de impedir o
regular la entrada del agua en la
planta.
 Turbinas.
 Es un motor rotativo que convierte
en energía mecánica la energía de
una corriente de agua, vapor de
agua o gas.

12. Tipos de turbinas
 En atención a que los saltos disponibles y caudales
varían según las condiciones geográficas, existen
diferentes tipos de turbinas que se acomodan mejor
a unas determinadas combinaciones de altura y
caudal, para obtener las mejores eficiencias.
Turbinas Pelton
Grandes alturas,
Pequeños
Turbinas Francis
Condiciones
medias de altura y
Turbinas Kaplan
(Hélice)
Pequeñas alturas y

14. 4) Generador y elementos anexos
 Elementos anexos o
complementarios son los
elementos necesarios para
controlar el proceso de
generación de corriente eléctrica
y regularlo.

15. TIPOS DE CENTRALES HIDRAULICAS
 Según sus características
orográficas
 Centrales Fluyentes.
 Situados en ríos con un
caudal constante.
 No requieren formación de
un embalse o es de
pequeñas dimensiones.
 La recogida del agua se
hace directamente del río y
va hacía las turbinas.

16. TIPOS DE CENTRALES HIDRAULICAS
 Centrales con
regulación.
 Son las que están
situadas en lugares
donde es necesario
embalsar el agua y
provocar un salto
elevado de la misma.
 Otras clasificaciones
 Según su estructura:
 Centrales por desviación
de las aguas.
 Centrales de pie de
presas.

17. Según la potencia que generan
 Minicentrales
hidráulicas.
 Generan potencia
coprendidas entre los
250 y 5000 kW.
 Macrocentrales o
Centrales hidráulicas.
 Generan potencia mayor
a 5000 kW.

18. Aspectos Ambientales
 Actividades Previas para una Central Hidroeléctrica:
 Movimiento de tierra para la construcción de vías de
acceso, instalaciones, campamentos temporales y otros.
 Remoción de vegetación existente para instalar la
infraestructura o previo a la inundación para crear el
embalse.
 Intervención de cursos de agua, con modificación
temporal de los flujos y la calidad de las mismas.
 Construcción de obras permanentes como presas,
edificios o estructuras de transmisión de electricidad.

19. Alteraciones del medio ambiente
 Modificación temporal o permanente de los habitats
de la fauna terrestre y acuática.
 Contaminación temporal del aire por aumento de las
partículas de suspensión y de los gases de
combustión (CO, CO2, SO2) por el movimiento de la
maquinaria utilizada en la construcción.
 Afectación de grupos humanos en su propiedad y en
sus costumbres.
 Generación de fuentes de trabajo y activación de la
economía local.

20. Impactos durante las operaciones de
instalación hidroeléctricas.
 Modificación de los ambientes acuáticos que afectan
a la fauna asociada.
 Variación de la calidad del agua por sedimentación
en los embalses.
 Variación de los flujos de agua que pueden
ocasionar problemas de erosión de riberas.

21. SECTOR ELÉCTRICO DEL PERÚ
 INFRAESTRUCTURA
 Generación Transmisión y distribución.
 Empresas eléctricas representativas

22. SECTOR ELÉCTRICO DEL PERÚ
INFRAESTRUCTURA
a) Generación
 En el Parque de generación existen 42 centrales
eléctricas de 20 MW, que operan para el mercado
eléctrico y suman una capacidad de 5585 MW.
 Este grupo se compone de 21 centrales hidroeléctricas
con un total de 2 927 MW y
 20 son centrales termoeléctricos con un total de
2658MW.
 Entre las centrales termoeléctricas, 6 operan con gas
natural y alcanza un total de 1719 MW.

23. INFRAESTRUCTURA
 Centrales
eléctricas
de
Generació
n mayores
de 20 MW

24. C: Transmisión
 El Sistema Eléctrico Interconectado Nacional (SEIN)
cubre casi la totalidad de las regiones del país con
líneas de transmisión de 220 kV, 138 kV y 60 kV de
tensión nominal, en un sistema principalmente
radial.
 Aunque en el corto plazo se tiene proyectado contar
con líneas de transmisión de 500 kV, como se
muestra en el mapa.
 Algunas empresas generadoras y distribuidoras
también operan sistemas de subtransmisión en los
niveles de tensión mencionados para fines entrega y
retiro de energía respectivamente, desde los
sistemas que operan las empresas de transmisión.

25. Transmisión

26. d) Distribución
 La distribución eléctrica es una actividad que se
desarrolla en las zonas de concesión otorgadas a
diferentes empresas distribuidoras, como se
muestra en el mapa.
 Cabe mencionar a nivel residencial la tensión
nominal se ha establecido en 220 voltios, y para
pequeños comercios e industrias a 380 ó 440
voltios;
 por otro lado la frecuencia nominal es de 60 Hertz.
 En general, las instalaciones de distribución se
deben adecuar a las normas técnicas establecidas
como son El Código Nacional de Electricidad y las
Normas Técnicas de Calidad.

27. Distribución

28. PRINCIPALES INDICADORES
 Indicador al año 2009
 Evolución de la Fuente energética para la
generación
 La participación de los recursos energéticos en la
generación de energía eléctrica ha variado en los últimos
5 años. Siendo el GAS NATURAL, con un crecimiento
promedio de 54%.

29. Evolución de la
potencia en oferta y
demanda
Evolución de la
producción de
electricidad

30. Evolución de la venta de
electricidad
Evolución de las inversiones
Generación: En el último
quinquenio la inversión
en plantas de generación
eléctrica se incrementó a
una tasa promedio de
32%
Las ventas a clientes en
los últimos 5 años creció
en 9% promedio anual
por mercado regulado y
7% en el mercado libre.

31. En equipamiento de
transmisión, la inversión
tuvo un crecimiento
promedio anual de 15%
para el último quinquenio.
Se estima que para el año
2010 se
invierta US$ 295 millones.
Transmisión
Distribución
En los últimos cinco
años, la inversión en
distribución
presentó un incremento
promedio anual de 24%.
En
las empresas estatales el
incremento fue de 20%
en
tanto que la inversión
privada creció en 27%
anual.
Se estima una inversión
de US$ 277 millones

32. Perspectivas
 Proyección de la Demanda
 Para el periodo 2008 - 2017 se proyecta una
tasa de
 crecimiento promedio anual de 8,5% para el
escenario optimista; para el escenario medio la
proyección es de 7,3% y para el escenario
conservador 6,1%.

33. Plan de Equipamiento Referencial en
Generación y Transmisión
 Generación.
 El gráfico siguiente muestra el balance de
potencia – demanda del SEIN para el periodo
2009-2017, en el que se aprecia el programa de
puesta en operación de los proyectos de
centrales térmicas a gas natural para el mediano
plazo (2009-2012) y de las centrales hidráulicas
para el largo plazo (2013-2017).
 El incremento de generación al año 2017, estará
dado en la proporción de 39 % en centrales
hidroeléctricas y 61% en centrales térmicas a
gas natural.

34. Generación