Centrales Hidroeléctricas: Funcionamiento y Tipos

Centrales Hidroeléctricas

1 cal = 4,18 julios -- 1 julio = 0,24 cal -- cantidad de calor necesaria para elevar un grado de temperatura.

• Sólidos: Q = Pc x m
• Gas: Q = Pc x V

¿Qué es una Central Hidroeléctrica?

Una central hidráulica es una estructura que sirve para producir energía eléctrica tomando como fuente de energía primaria el agua. Estas centrales cuentan con una presa que almacena el agua, generalmente construida de hormigón.

Tipos de centrales hidroeléctricas:

• Gran potencia: Más de 10 MW.
• Mini: Hasta 1 MW.
• Micro: Menos de 1 MW.

Presas

La forma de una presa depende del terreno y la orografía. Se construyen con hormigón, cemento, arena, grava y agua.

Tipos de presas:

• Presa de gravedad: Es la más grande y necesita mucha fuerza de empuje del agua.
• Presa de arco: Más pequeña, se sitúa en rías entre paredes (montañas) y requiere menos hormigón.
• Presa de contrafuerte: Muy pequeñas, se construyen en terrenos inestables. Tienen canales llamados rebosaderos que sirven para liberar parte del agua sin pasar por la sala de máquinas.

Componentes de una Central Hidroeléctrica

• Deflectores del salto de esquí: Disipan la energía haciendo aumentar la fricción del agua con el aire y a través del choque con el colchón de agua que encuentra a su caída.
• Sala de máquinas: Lugar donde se produce la energía. El número de turbinas depende del tamaño de la central (caudal y altura).

Turbinas

Las turbinas transforman la energía cinética del agua en energía mecánica, haciendo girar un generador que produce electricidad. El agua hace que las turbinas giren.

Turbina Pelton

Este tipo de turbina se utiliza en centrales con gran altura de caída de agua.

Partes de la turbina Pelton:

• Rodete: Sostiene a las palas o cangilones. Es un disco de acero con una serie de álabes, de doble cuchara.
  • La rueda y los cangilones pueden estar unidos:
  • - Fundidos con la misma rueda.
  • - Unidos individualmente (bulones o pernos).
• El número de álabes suele ser de 17 a 26.
• Cangilones: De doble cuchara con arista interior afilada y señalada centralmente en dirección perpendicular hacia el eje (divide el álabe en 2).
• Compensa ejes axiales.
• El chorro proviene de la tubería y golpea cada pala.

Componentes adicionales de la Turbina Pelton:

• Deflector: Blindaje que sirve para abrir y dejar pasar el chorro de agua. Sirve para evitar el embalamiento de la turbina y el golpe de ariete.
  • Golpe de ariete: Las partículas de fluido que se han detenido son empujadas por las que vienen inmediatamente detrás y que siguen en movimiento. Esto origina mucha presión que se desplaza por la tubería a una velocidad que puede superar la del sonido.
• Embalamiento: El deflector puede desviar el chorro. Esto es muy útil en los casos en el cual ocurría un fallo en el generador. Este fallo se traduce en una violenta aceleración de la turbina, pudiendo entrar en resonancia y destruirse. El deflector desviaría el chorro, ayudando así a disminuir la velocidad del rodete.
• Caudal: Es el volumen de fluido que atraviesa una tubería en la unidad de tiempo. Caudal = V/T

Potencia de una central hidráulica

P = Q x g x h

Donde:

• P = Potencia (W)
• Q = Caudal (m³/s)
• g = Aceleración de la gravedad (9,81 m/s²)
• h = Altura de caída del agua (m)