centrales hidroelectricas descripciones y algunos alacances .

1. Centrales Hidroeléctricas
Sesión 07-1/2
Mg. Alberto V. Cervantes Castro
Reg. CIP N° 49453
Mayo 09, 2019
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2. Indice
• Introducción
• Las centrales hidroeléctricas
• Evaluación del recurso hidro energético
• Evaluación geológica - Obras civiles
• Turbinas hidráulicas
• Líneas de transmisión y redes de distribución
• Mantenimiento – Gestión de Proyectos
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3. INTRODUCCION
Máxima Demanda y
Composición de la Matriz Energética
Ma. Alberto Vicente Cervantes Castro
Reg. CIP N° 49453
Noviembre 11, 2017
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4. DEFINICIONES
POTENCIA INSTALADA
Es la capacidad de energía que se puede generar y entregar por una central eléctrica en
condiciones ideales o de laboratorio.
POTENCIA EFECTIVA
Indica la capacidad real de energía que la central eléctrica de generación puede generar
de forma continua, dependiendo de las condiciones de operación de dicha central y de
su ubicación.
POTENCIA FIRME
Es una parte de la potencia efectiva y que corresponde a la cantidad de energía que
puede ser entregada, por la central eléctrica de generación, de forma inmediata de
acuerdo a los insumos disponibles.
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INTRODUCCION

5. 5

6. 6

7. La máxima demanda tuvo un crecimiento promedio de 6.6%.
Fuente: OSINERGMIN 7

8. La demanda de energía tuvo un crecimiento promedio de 6.7%.
Fuente: OSINERGMIN 8

9. La demanda de energía tuvo un crecimiento promedio de 6.7%.
Fuente: OSINERGMIN 9

10. Producción de energía en el año 2016: 48,326 GW.h, en lo que va del 2017: 24,415 GW.h
Fuente: Elaboración propia 10
Producción de energía en el año 2017: 48,993 GW.h

11. Fuente: COES-SINAC 11

12. Se estima que tendremos gas natural durante los próximos 40 a 50 años. Ya transcurrieron 10 años.
Se debe actualizar el balance entre el consumo de gas natural y las reservas que se tienen.
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13. Podemos ver que la economía está detenida, hasta cuando? Es la pregunta.
La reserva de capacidad que se debe tener por ley, es del 30% de la MD, actualmente tenemos el 60%.
Se deben desarrollar proyectos hidroeléctricos? Si, y con recursos energéticos renovables?.
Conclusiones:
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14. CENTRALES HIDROELECTRICAS
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15. 1. ¿Qué es una central hidroeléctrica?
Una central hidroeléctrica es una instalación que permite aprovechar las masas de agua en movimiento
que circulan por los ríos para transformarlas en energía eléctrica, utilizando turbinas acopladas a los
generadores.
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https://youtube.com/watch?v=MIlBmQzVGVs

16. Clasificación:
Según la potencia instalada, las centrales hidroeléctricas pueden ser:
1. Centrales hidráulicas de gran potencia: más de 10 MW de potencia eléctrica.
2. Mini Centrales hidráulicas: entre 1 MW y 10 MW.
3. Micro Centrales hidráulicas: menos de 1 MW de potencia.
Central hidroeléctrica del Mantaro, 798 MW - Huancavelica
Central hidroeléctrica Cerro del Águila, 525 MW (962 MM$, 1.83MM$ / MW instalado) - Huancavelica
Central hidroeléctrica Colca, 12.05 MW (22.4 MM$, 1.86 MM$ / MW instalado) - Junín
Central hidroeléctrica Ayanunga, 20 MW (48.3 MM$, 2.42 MM$ / MW instalado) - Huánuco
Central hidroeléctrica Gorgor, 600 KW
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17. Estas pueden ser clasificadas según varios argumentos, como características técnicas, peculiaridades del
asentamiento y condiciones de funcionamiento.
Tipos de centrales hidroeléctricas
Se podría hacer una clasificación en tres modelos básicos:
• Centrales de pasada o de agua fluyente
• Centrales de agua embalsada
• Centrales de bombeo
Centrales de pasada o de agua fluyente:
En este caso no existe embalse, el terreno no tiene mucho desnivel y es necesario que el caudal del río
sea lo suficientemente constante como para asegurar una potencia determinada durante todo el año.
Durante la temporada de precipitaciones abundantes, desarrollan su máxima potencia y dejan pasar agua
excedente. En cambio durante la época seca, la potencia disminuye en función del caudal , llegando a ser
casi nulo en algunos ríos en verano.
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18. Mediante la construcción de una o mas presas que forman lagos artificiales donde se almacena un
volumen considerable de agua por encima de las turbinas.
El embalse permite graduar la cantidad de agua que pase por las turbinas . Con el embalse puede
producirse energía eléctrica durante todo el año aunque el río se seque completamente durante algunos
meses, cosa que sería imposible con una central de agua fluyente.
Estas centrales exigen generalmente, una inversión de capital mas grande que las de agua fluyente.
Dentro de este tipo existen dos variantes:
Centrales de embalses
• Centrales a pie de presa
En un tramo de río con un desnivel apreciable se construye una presa de una altura determinada. La sala
de turbinas está situada después de la presa.
Tipos de centrales hidroeléctricas
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19. • Centrales por derivación de las aguas
Las aguas del río son desviadas mediante una pequeña presa y son conducidas mediante un canal con
una pérdida de desnivel tan pequeña como sea posible, hasta un pequeño depósito llamado cámara de
carga o de presión. De esta sala arranca una tubería forzada que va a parar a la sala de turbinas.
Posteriormente el agua es devuelta río abajo, mediante un canal de descarga. Se consiguen desniveles
más grandes que en las centrales a pie de presa.
Tipos de centrales hidroeléctricas
Centrales de embalses
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20. Centrales de bombeo o reversibles
Son un tipo especial de central que hacen posible un uso más racional de los recursos hidráulicos.
Disponen de dos embalses situados a distinto nivel. Cuando la demanda diaria de energía eléctrica es
máxima, estas centrales trabajan como una central hidroeléctrica convencional: el agua cae desde el
embalse superior haciendo girar las turbinas y después queda almacenada en el embalse inferior.
Durante las horas del día de menor demanda, el agua es bombeada al embalse superior para que vuelva
hacer el ciclo productivo.
Tipos de centrales hidroeléctricas
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21. Las ventajas de las centrales hidroeléctricas son:
• No necesitan combustibles y son limpias.
• Muchas veces los embalses de las centrales tienen otras utilidades importantes: el regadío, como
protección contra las inundaciones o para suministrar agua a las poblaciones próximas.
• Tienen costes de operación y mantenimiento bajos.
Ventajas e inconvenientes de las centrales hidroeléctricas
• Las turbinas hidráulicas son de fácil control y tienen unos costes de mantenimiento reducido.
Los inconvenientes de las centrales hidroeléctricas son:
• El tiempo de construcción es, en general, más largo que el de otros tipos de centrales eléctricas.
• La generación hidroeléctrica está influenciada por las estaciones meteorológicas y puede variar.
• Los costes de inversión por kilovatio instalado son elevados, también los de infraestructura. 21

22. Siempre se ha considerado que la energía eléctrica generada por las Centrales hidroeléctricas es una
energía limpia. Aun así, existen determinados efectos ambientales debido a la construcción de centrales
hidroeléctricas y su infraestructura.
La construcción de presas y, por extensión, la formación de embalses, provocan un impacto ambiental
que se extiende desde los límites superiores del embalse hasta la costa. Este impacto tiene las siguientes
consecuencias, muchas de ellas irreversibles:
• Sumerge tierras, alterando el territorio.
Impacto ambiental de las centrales hidroeléctricas
• Modifica el ciclo de vida de la fauna.
• Dificulta la navegación fluvial y el transporte de materiales aguas abajo (nutrientes y sedimentos,
como limos y arcillas).
• Disminuye el caudal de los ríos, modificando el nivel de las capas freáticas, la composición del agua
embalsada y el microclima. 22

23. a) La presa, que se encarga de contener el agua de un
río y almacenarla en un embalse.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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24. a) La presa, que se encarga de contener el agua de
un río y almacenarla en un embalse.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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25. a) La presa, que se encarga de contener el
agua de un río y almacenarla en un
embalse.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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26. LA PRESA
La presa es el primer elemento que encontramos en una central hidroeléctrica. Se encarga de contener el
agua de un río y almacenarla en un embalse.
2. Componentes principales de una central hidroeléctrica
Con la construcción de una presa se consigue un determinado desnivel de agua, que es aprovechado para
conseguir energía. La presa es un elemento esencial y su forma depende principalmente de la orografía
del terreno y del curso de agua donde se tiene que situar.
Las presas se pueden clasifica, según el material utilizado en su construcción:
• Presas de tierra y
• Presas de hormigón.
Las presas de hormigón son las más resistentes y utilizadas. Hay tres tipos de presas de hormigón en
función de su estructura:
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27. LA PRESA
• Presas de gravedad, son presas de hormigón
triangulares con una base ancha que se va haciendo
más estrecha en la parte superior. Son construcciones
de larga duración y que no necesitan mantenimiento.
La altura de este tipo de presas está limitada por la
resistencia del terreno.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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28. 1. La presa
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
• Presas de vuelta, en este tipo de presas la pared es
curva. La presión provocada por el agua se trasmite
íntegramente a las paredes del valle por el efecto del
arco. Cuando las condiciones son favorables, la
estructura necesita menos hormigón que una presa
de gravedad, pero es difícil encontrar lugares donde
se puedan construir.
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29. LA PRESA
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
• Presas de contrafuertes, tienen una pared que
soporta el agua y una serie de contrafuertes o
pilares de forma triangular, que sujetan la pared y
trasmiten la carga del agua a la base.
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30. 2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
b) Captación, elemento que permite desviar el flujo
de agua hacia el canal de conducción.
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31. 2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
b) Captación del flujo de agua hacia el
canal o túnel de conducción, se puede
ver las compuertas para controlar el
flujo de ingreso.
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32. 2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
c) Desarenadores, elementos que permiten
decantar los sólidos en suspensión que
traería el agua, lo que erosiona los
componentes metálicos del sistema de la
turbina.
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33. 2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
c) Desarenadores, elementos que permiten
decantar los sólidos en suspensión que traería el
agua, lo que erosiona los componentes metálicos
del sistema de la turbina.
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34. d) Rebosaderos, elementos que permiten liberar
parte del agua que es retenida sin que pase por
la sala de máquinas.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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35. e) 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:
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 fricción del agua con el aire y a través del choque contra el
colchón de agua que encuentra en su caída.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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36. e) Destructores de energía
Los dientes o prismas de cemento, que provocan un
aumento de la turbulencia y de los remolinos.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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37. e) Destructores de energía
Los deflectores de salto de esquí, que disipan la energía
haciendo aumentar la fricción del agua con el aire y a
través del choque contra el colchón de agua que
encuentra en su caída.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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38. 2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
f) Casa de máquinas en caverna, construcción donde
se sitúan las máquinas (turbinas, generadores…) y
elementos de regulación y control de la central.
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Desde aquí para
10-05-2019

39. g) Turbina, elemento que transforma en energía
mecánica la energía potencial de una corriente
de agua.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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40. 2. La turbina hidráulica
Las turbinas hidráulicas son los elementos fundamentales para el aprovechamiento de la energía en las
centrales hidráulicas. Transforman en energía mecánica la energía cinética (fruto del movimiento) de una
corriente de agua.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
Su componente más importante es el rotor, que tiene una serie de palas que son impulsadas por la fuerza
producida por el movimiento del agua, haciéndolo girar.
Las turbinas hidráulicas las podemos clasificar en dos grupos:
• Turbinas de acción y
• Turbinas de reacción
Las turbinas de acción: son aquellas en las que la energía de presión del agua se transforma
completamente en energía cinética. Tienen como característica principal que el agua tiene la máxima
presión en la entrada y salida del rodillo.
Un ejemplo de este tipo son las turbinas Pelton. 40

41. 2. La turbina hidráulica
Un ejemplo de este tipo son las turbinas Kaplan.
Las turbinas hidráulicas que se utilizan actualmente con mejores resultados son las turbinas Pelton,
Francis y Kaplan.
Las turbinas de reacción: son las turbinas en que solamente una parte de la energía de presión del agua
se transforma en energía cinética. En este tipo de turbinas, el agua tiene una presión más pequeña en la
salida que en la entrada.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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42. 2. La turbina hidráulica
Turbinas Pelton:
También se conoce con el nombre de turbina de presión.
Son adecuadas para saltos de gran altura y para caudales
relativamente pequeños. La forma de instalación más
habitual es la disposición horizontal del eje.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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43. 2. La turbina hidráulica
Turbinas Francis:
Es conocida como turbina de sobrepresión, porque la
presión es variable en las zonas del rodillo. Las turbinas
Francis se pueden utilizar en saltos de diferentes alturas
dentro de un amplio margen de caudal., pero son de
rendimiento óptimo cuando trabajan en un caudal entre el
60% y 100% del caudal máximo.
Puede ser instalada con el eje en posición horizontal o en
posición vertical pero, en general, la disposición más
habitual es la de eje vertical.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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44. 2. La turbina hidráulica
Turbinas Kaplan:
Son turbinas de admisión total y de reacción. Se usan en saltos
de pequeña altura con caudales medianos y grandes.
Normalmente se instalan con el eje en posición vertical, pero
también se pueden instalar de forma horizontal o inclinada.
Puede ser instalada con el eje en posición horizontal o en
posición vertical pero, en general, la disposición más habitual
es la de eje vertical.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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45. h) Generador síncrono, tipo de generador
eléctrico destinado a transformar la energía
mecánica en energía eléctrica.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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46. i) Conducciones, la alimentación del agua a las
turbinas se hace a través de un sistema complejo
de canalizaciones.
En el caso de los canales, se pueden realizar
excavando el terreno o de forma artificial
mediante estructuras de hormigón. Su
construcción siempre está condicionada a la
geografía del terreno. Por eso la mejor solución
es construir un túnel de carga, aunque el coste
es mas elevado.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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47. La parte final del recorrido del agua desde la
cámara de carga hasta las turbinas se realiza
a través de una tubería forzada. Para la
construcción de estas tuberías se utiliza
acero para saltos de agua hasta 2000 m y
hormigón para saltos de agua de 500 m.
Central Hidroeléctrica Huanza
Salto neto 703 m.
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48. j) Válvulas: dispositivos que permiten controlar y
regular la circulación del agua por las tuberías.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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49. k) Chimenea de equilibrio, son unos pozos de presión de las turbinas que se utilizan para evitar el
llamado “golpe de ariete”, que se produce cuando hay un cambio repentino de presión debido a la
apertura o cierre rápido de las válvulas en una instalación hidráulica.
2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
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50. 2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
l) Subestación de potencia
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51. 2. Componentes principales de
una central hidroeléctrica
m) Línea de Transmisión
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Tarea: formar grupos de 4 personas y elaborar una
descripción de lo que observan en el video “Central
Hidroeléctrica Quitaracsa-Ancash-Perú Infraestructura”.
Formato: hoja A4
Interlineado: 1.5
Márgenes: 2.5x2.5x2.5x2.5
Tipo de letra y tamaño: Arial y 11.
Fecha de entrega: Lunes 16 de mayo 2019.