Partes de Una Central Hidroelectrica

Componentes principales de una central hidroelctricaLa presa, que se encarga de contener el agua de un ro y almacenarla en un embalse.

Rebosaderos,elementos que permiten liberar parte del agua que es retenida sin que pase por la sala de mquinas.

Destructores de energa, que se utilizan para evitar que la energa 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. Bsicamente encontramos dos tipos de destructores de energa:Los dientes o prismas de cemento, que provocan un aumento de la turbulencia y de los remolinos.

Los deflectores de salto de esqu, que disipan la energa haciendo aumentar la friccin del agua con el aire y a travs del choque con el colchn de agua que encuentra a su cada.

Mas informacion sobre generacion y centrales hidraulicas con Endesa EducaSala de mquinas. Construccin donde se sitan las mquinas (turbinas, alternadores) y elementos de regulacin y control de la central.

Turbina. Elementos que transforman en energa mecnica la energa cintica de una corriente de agua.

Alternador. Tipo de generador elctrico destinado a transformar la energa mecnica en elctrica.

Conducciones. La alimentacin del agua a las turbinas se hace a travs 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 hormign. Su construccin est siempre condicionada a las condiciones geogrficas. Por eso, la mejor solucin es construir un tnel de carga, aunque el coste de inversin sea ms elevado.La parte final del recorrido del agua desde la cmara de carga hasta las turbinas se realiza a travs de una tubera forzada. Para la construccin de estas tuberas se utiliza acero para saltos de agua de hasta 2000my hormign para saltos de agua de 500m.Vlvulas, dispositivos que permiten controlar y regular la circulacin del agua por las tuberas.

Chimeneas de equilibrio: son unos pozos de presin de las turbinas que se utilizan para evitar el llamado golpe de ariete, que se produce cuando hay un cambio repentino de presin debido a la apertura o cierre rpido de las vlvulas en una instalacin hidrulica.

La presaLa presa es el primer elemento que encontramos en una central hidroelctrica. Se encarga de contener el agua de un ro y almacenarla en un embalse.Con la construccin de una presa se consigue un determinado desnivel de agua, que es aprovechado para conseguir energa. La presa es un elemento esencial y su forma depende principalmente de la orografa del terreno y del curso del agua donde se tiene que situar.Las presas se pueden clasificar, segn el material utilizado en su construccin, en presas de tierray presas de hormign.Las presas de hormign son las ms resistentes y las ms utilizadas. Hay tres tipos de presas de hormign en funcin de su estructura:Presas de gravedad. Son presas de hormign triangulares con una base ancha que se va haciendo ms estrecha en la parte superior. Son construcciones de larga duracin y que no necesitan mantenimiento. La altura de este tipo de presas est limitada por la resistencia del terreno.

Presa de vuelta. En este tipo de presas la pared es curva. La presin provocada por el agua se transmite ntegramente hacia las paredes del valle por el efecto del arco. Cuando las condiciones son favorables, la estructura necesita menos hormign que una presa de gravedad, pero es difcil encontrar lugares donde se puedan construir.

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 transmiten la carga del agua a la base.

En general, se utilizan en terrenos poco estables y no son muy econmicas.La turbina hidrulicaLas turbinas hidrulicas son el elemento fundamental para el aprovechamiento de la energa en las centrales hidrulicas. Transforman en energa mecnica la energa cintica (fruto del movimiento) de una corriente de agua.Su componente ms importante es el rotor , que tiene una serie de palas que son impulsadas por la fuerza producida por el agua en movimiento, hacindolo girar.Las turbinas hidrulicas las podemos clasificar en dos grupos:Turbinas de accin. Son aquellas en las que la energa de presin del agua se transforma completamente en energa cintica. Tienen como caracterstica principal que el agua tiene la mxima presin en la entraday la salida del rodillo.

Un ejemplo de este tipo son las turbinas Pelton.Turbinasde reaccin. Son las turbinas en que solamente una parte de la energa de presin del agua se transforma en energa cintica. En este tipo de turbinas, el agua tiene una presin ms pequea en la salida que en laentrada.

Un ejemplo de este tipo son las turbinas Kaplan.Las turbinas que se utilizan actualmente con mejores resultados son las turbinas Pelton, Francis y Kaplan. A continuacin se enumeran sus caractersticas tcnicas y sus aplicaciones ms destacadas:Turbina Pelton. Tambin se conoce con el nombre de turbina de presin. Son adecuadas para los saltos de gran altura y para los caudales relativamente pequeos. La forma de instalacin ms habitual es la disposicin horizontal del eje.

turbina central hidro_figura4_1 Turbina Francis. Es conocida como turbina de sobrepresin, porque la presin es variable en las zonas del rodillo. Las turbinas Francis se pueden usar en saltos de diferentes alturas dentro de un amplio margen de caudal, pero son de rendimiento ptimo cuando trabajan en un caudal entre el 60 y el 100% del caudal mximo.

Pueden ser instaladas con el eje en posicin horizontal o en posicin vertical pero, en general, la disposicin ms habitual es la de eje vertical.turbina central hidro_figura5 Turbina Kaplan. Son turbinas de admisin total y de reaccin. Se usan en saltos de pequea altura con caudales medianos y grandes. Normalmente se instalan con el eje en posicin vertical, pero tambin se pueden instalar de forma horizontal o inclinada.

turbina central hidro_figura6 En el siguiente juego interactivo puedes comprender mejor la relacin entre el caudal y la altura en las centrales hidroelctricas.Componentes principales de una central hidroelctricaLa presa, que se encarga de contener el agua de un ro y almacenarla en un embalse.

Rebosaderos,elementos que permiten liberar parte del agua que es retenida sin que pase por la sala de mquinas.

Destructores de energa, que se utilizan para evitar que la energa 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. Bsicamente encontramos dos tipos de destructores de energa:Los dientes o prismas de cemento, que provocan un aumento de la turbulencia y de los remolinos.

Los deflectores de salto de esqu, que disipan la energa haciendo aumentar la friccin del agua con el aire y a travs del choque con el colchn de agua que encuentra a su cada.

Mas informacion sobre generacion y centrales hidraulicas con Endesa EducaSala de mquinas. Construccin donde se sitan las mquinas (turbinas, alternadores) y elementos de regulacin y control de la central.

Turbina. Elementos que transforman en energa mecnica la energa cintica de una corriente de agua.

Alternador. Tipo de generador elctrico destinado a transformar la energa mecnica en elctrica.

Conducciones. La alimentacin del agua a las turbinas se hace a travs 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 hormign. Su construccin est siempre condicionada a las condiciones geogrficas. Por eso, la mejor solucin es construir un tnel de carga, aunque el coste de inversin sea ms elevado.La parte final del recorrido del agua desde la cmara de carga hasta las turbinas se realiza a travs de una tubera forzada. Para la construccin de estas tuberas se utiliza acero para saltos de agua de hasta 2000my hormign para saltos de agua de 500m.Vlvulas, dispositivos que permiten controlar y regular la circulacin del agua por las tuberas.

Chimeneas de equilibrio: son unos pozos de presin de las turbinas que se utilizan para evitar el llamado golpe de ariete, que se produce cuando hay un cambio repentino de presin debido a la apertura o cierre rpido de las vlvulas en una instalacin hidrulica.

La presaLa presa es el primer elemento que encontramos en una central hidroelctrica. Se encarga de contener el agua de un ro y almacenarla en un embalse.Con la construccin de una presa se consigue un determinado desnivel de agua, que es aprovechado para conseguir energa. La presa es un elemento esencial y su forma depende principalmente de la orografa del terreno y del curso del agua donde se tiene que situar.Las presas se pueden clasificar, segn el material utilizado en su construccin, en presas de tierray presas de hormign.Las presas de hormign son las ms resistentes y las ms utilizadas. Hay tres tipos de presas de hormign en funcin de su estructura:Presas de gravedad. Son presas de hormign triangulares con una base ancha que se va haciendo ms estrecha en la parte superior. Son construcciones de larga duracin y que no necesitan mantenimiento. La altura de este tipo de presas est limitada por la resistencia del terreno.

Presa de vuelta. En este tipo de presas la pared es curva. La presin provocada por el agua se transmite ntegramente hacia las paredes del valle por el efecto del arco. Cuando las condiciones son favorables, la estructura necesita menos hormign que una presa de gravedad, pero es difcil encontrar lugares donde se puedan construir.

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 transmiten la carga del agua a la base.

En general, se utilizan en terrenos poco estables y no son muy econmicas.La turbina hidrulicaLas turbinas hidrulicas son el elemento fundamental para el aprovechamiento de la energa en las centrales hidrulicas. Transforman en energa mecnica la energa cintica (fruto del movimiento) de una corriente de agua.Su componente ms importante es el rotor , que tiene una serie de palas que son impulsadas por la fuerza producida por el agua en movimiento, hacindolo girar.Las turbinas hidrulicas las podemos clasificar en dos grupos:Turbinas de accin. Son aquellas en las que la energa de presin del agua se transforma completamente en energa cintica. Tienen como caracterstica principal que el agua tiene la mxima presin en la entraday la salida del rodillo.

Un ejemplo de este tipo son las turbinas Pelton.Turbinasde reaccin. Son las turbinas en que solamente una parte de la energa de presin del agua se transforma en energa cintica. En este tipo de turbinas, el agua tiene una presin ms pequea en la salida que en laentrada.

Un ejemplo de este tipo son las turbinas Kaplan.Las turbinas que se utilizan actualmente con mejores resultados son las turbinas Pelton, Francis y Kaplan. A continuacin se enumeran sus caractersticas tcnicas y sus aplicaciones ms destacadas:Turbina Pelton. Tambin se conoce con el nombre de turbina de presin. Son adecuadas para los saltos de gran altura y para los caudales relativamente pequeos. La forma de instalacin ms habitual es la disposicin horizontal del eje.

Turbina Francis. Es conocida como turbina de sobrepresin, porque la presin es variable en las zonas del rodillo. Las turbinas Francis se pueden usar en saltos de diferentes alturas dentro de un amplio margen de caudal, pero son de rendimiento ptimo cuando trabajan en un caudal entre el 60 y el 100% del caudal mximo.

Pueden ser instaladas con el eje e posicin horizontal o en posicin vertical pero, en general, la disposicin ms habitual es la de eje vertical.turbina central hidro_figura5 Turbina Kaplan. Son turbinas de admisin total y de reaccin. Se usan en saltos de pequea altura con caudales medianos y grandes. Normalmente se instalan con el eje en posicin vertical, pero tambin se pueden instalar de forma horizontal o inclinada.

turbina central hidro_figura6 En el siguiente juego interactivo puedes comprender mejor la relacin entre el caudal y la altura en las centrales hidroelctricas.

Potencia de una central hidroelctricaLa potencia de una central hidroelctrica se mide generalmente en megavatios (MW) y se calcula mediante la frmula siguiente:P_e = \rho \cdot 9,81 \cdot\eta_t \cdot\eta_g \cdot\eta_m \cdot Q \cdot H donde:Pe = potencia en vatios (W)

= densidad del fluido en kg/m

t = rendimiento de la turbina hidrulica (entre 0.75 y 0.94)

g = rendimiento del generador elctrico (entre 0.92 y 0.97)

m = rendimiento mecnico del acoplamiento turbina alternador (0.95/0.99)

Q = caudal turbinable en m/s

H = desnivel disponible en la presa entre aguas arriba y aguas abajo, en metros (m)

En una central hidroelctrica se define:Potencia media: potencia calculada mediante la frmula de arriba considerando el caudal medio disponible y el desnivel medio disponible.

Potencia instalada: potencia nominal de los grupos generadores instalados en la central.

Segn su altura de cada del aguaCentrales de alta presin

Que corresponden con el high head, y que son las centrales de ms de 200 m de cada del agua, por lo que sola corresponder con centrales con turbinas Pelton. Centrales de media presin

Son las centrales con cada del agua de 20 a 200 m, siendo dominante el uso de turbinas Francis, aunque tambin se puedan usar Kaplan. Centrales de baja presin

Que corresponden con el low head, son centrales con desniveles de agua de menos de 20 m, siendo usadas las turbinas Kaplan. Centrales de muy baja presin

Son centrales correspondientes con nuevas tecnologas, pues llega un momento en el cul las turbinas Kaplan no son aptas para tan poco desnivel. Seran en ingls las very low head, y suelen situarse por debajo de los 4m.

Una Turbina hidrulica es una turbomquina motora hidrulica, que aprovecha la energa de un fluido que pasa a travs de ella para producir un movimiento de rotacin que, transferido mediante un eje, mueve directamente una mquina o bien un generador que transforma la energa mecnica en elctrica, as son el rgano fundamental de una central hidroelctrica.

ClasificacinPor ser turbomquinas siguen la misma clasificacin de estas, y pertenecen, obviamente, al subgrupo de las turbomquinas hidrulicas y al subgrupo de las turbomquinas motoras. En el lenguaje comn de las turbinas hidrulicas se suele hablar en funcin de las siguientes clasificaciones:De acuerdo al cambio de presin en el rodete o al grado de reaccinTurbinas de accin: Son aquellas en las que el fluido de trabajo no sufre un cambio de presin importante en su paso a travs de rodete.

Turbinas de reaccin: Son aquellas en las que el fluido de trabajo si sufre un cambio de presin importante en su paso a travs de rodete.

Para clasificar a una turbina dentro de esta categora se requiere calcular el grado de reaccin de la misma. Las turbinas de accin aprovechan nicamente la velocidad del flujo de agua, mientras que las de reaccin aprovechan adems la prdida de presin que se produce en su interior.De acuerdo al diseo del rodete

Carta para seleccionar turbinas hidrulicas en funcin del caudal y el salto.Esta clasificacin es la ms determinista, ya que entre las distintas de cada gnero las diferencias slo pueden ser de tamao, ngulo de los labes o cangilones, o de otras partes de la turbomquina distinta al rodete. Los tipos ms importantes son:Turbina Kaplan: son turbinas axiales, que tienen la particularidad de poder variar el ngulo de sus palas durante su funcionamiento. Estn diseadas para trabajar con saltos de agua pequeos y con grandes caudales.(Turbina de reaccin)

Turbina Hlice: son exactamente iguales a las turbinas kaplan, pero a diferencia de estas, no son capaces de variar el ngulo de sus palas.

Turbina Pelton: Son turbinas de flujo transversal, y de admisin parcial. Directamente de la evolucin de los antiguos molinos de agua, y en vez de contar con labes o palas se dice que tiene cucharas. Estn diseadas para trabajar con saltos de agua muy grandes, pero con caudales pequeos.(Turbina de accin)

Turbina Francis: Son turbinas de flujo mixto y de reaccin. Existen algunos diseos complejos que son capaces de variar el ngulo de sus labes durante su funcionamiento. Estn diseadas para trabajar con saltos de agua medios y caudal medios.

Turbina Ossberger / Banki / Michell: La turbina OSSBERGER es una turbina de libre desviacin, de admisin radial y parcial. Debido a su nmero especfico de revoluciones cuenta entre las turbinas de rgimen lento. El distribuidor imprime al chorro de agua una seccin rectangular, y ste circula por la corona de paletas del rodete en forma de cilindro, primero desde fuera hacia dentro y, a continuacin, despus de haber pasado por el interior del rodete, desde dentro hacia fuera.

Es una turbina hidrulica de impulso diseada para saltos de desnivel medio.El rodete de una Turgo se parece a un rodete Pelton partido por la mitad. Para la misma potencia, el rodete Turgo tiene la mitad del dimetro que el de un rodete Pelton y dobla la velocidad especfica.

Como funciona una central hidroelectrica

https://www.youtube.com/watch?v=G8tEnikzud4