ENERGÍA HIDRÁULICA

1.
Energía hidráulicaLeyre Catalán,Myriam Corcuera, Javier Díaz e Irantzu Rekalde 1º Bach. ACopyright © IRANJAMYLE 2010

2.
Copyright © IRANJAMYLE 2010ÍNDICEIntroducción

3.
Un poco dehistoria

4.
Centrales hidroeléctricas

5.
Características segúnsu capacidad para generar electricidad

6.
Tipos decentrales hidroeléctricas

7.
C.H. depasada

8.
C.H. conembalse de reserva

9.
C.H. debombeo

10.
Otros tiposde centrales

11.
Principales componentes

12.
Clasificación segúnel caudal

13.
Caudal elevadoy baja caída

14.
Caudal ysalto medianos

15.
Bajo caudaly alta presión

16.
Funcionamiento

17.
Ventajas einconvenientes

18.
Energía hidráulicaen EspañaINTRODUCCIÓN:La energía hidráulica es aquella que se obtiene del aprovechamiento de la energía cinética y potencial de la corriente de ríos, saltos de agua o mareas. Es una energía renovable.Copyright © IRANJAMYLE 2010

19.
UN POCO DEHISTORIA:Con la Revolución Industrial la energía hidráulica comenzó a tener importancia gracias a la aparición de las ruedas hidráulicas para la producción de energía eléctrica. Poco a poco la demanda de electricidad fue en aumento. La primera central hidroeléctrica moderna se construyó en 1880 en Northumberland, Gran Bretaña. Gracias al desarrollo del generador eléctrico, al perfeccionamiento de la turbina hidráulica y al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX, se impulsó la energía hidráulica. En 1920 las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad.En todo el mundo, este tipo de energía representa aproximadamente la cuarta parte de la producción total de electricidad, y su importancia sigue en aumento. Copyright © IRANJAMYLE 2010

20.
CENTRALES HIDROELÉCTRICAS: Característicasde una central hidroeléctrica según su capacidad para generar electricidad:• La energía garantizada en un tiempo determinado• La potencia generadaLa potencia de una central puede variar desde unos pocos megavatios, como en el caso de las minicentrales hidroeléctricas, hasta 14.000 MW como en Paraguay y Brasil donde se encuentra la segunda mayor central hidroeléctrica del mundo.Copyright © IRANJAMYLE 2010

21.
Tipos decentrales hidroeléctricas:

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Central hidroeléctrica depasada:En una central de este tipo las turbinas deben aceptar el caudal natural del río, con sus variaciones de estación en estación. Si este es mayor a lo necesario, el agua sobrante se pierde por rebalse.En ocasiones un embalse relativamente pequeño bastará para impedir esa pérdida por rebalse.Este tipo de central requiere un caudal suficientemente constante para asegurar durante el año una potencia determinada.Copyright © IRANJAMYLE 2010

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Central hidroeléctrica conembalse de reserva:Se embalsa un volumen considerable de líquido "aguas arriba" de las turbinas mediante la construcción de una o más presas que forman lagos artificiales.El embalse permite graduar la cantidad de agua que pasa por las turbinas. Del volumen embalsado depende la cantidad que puede hacerse pasar por las turbinas.Con embalse de reserva puede producirse energía eléctrica durante todo el año aunque el río se seque por completo durante algunos meses.Copyright © IRANJAMYLE 2010

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Centrales de bombeo:Disponende dos embalses situados a diferente nivel. Cuando la demanda de energía eléctrica alcanza su máximo nivel durante el día, las centrales de bombeo funcionan como una central convencional generando energía. Después el agua queda almacenada en el embalse inferior. Durante las horas del día en la que la demanda de energía es menor el agua es bombeada al embalse superior para que pueda iniciar el ciclo productivo nuevamente.Para ello la central dispone de grupos de motores-bomba o, alternativamente, sus turbinas son reversibles de manera que puedan funcionar como bombas y los alternadores como motores.Copyright © IRANJAMYLE 2010

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Otros tipos decentrales:• Centrales mareomotrices :Utilizan el movimiento de las mareas. Se genera energía tanto en el momento del llenado como en el momento del vaciado de la bahía.• Centrales mareomotrices sumergidas:Utilizan la energía de las corrientes submarinas. Centrales que aprovechan el movimiento de las olas. Por ejemplo, el OSPREY. Copyright © IRANJAMYLE 2010

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Principales componentes deuna Central Hidroeléctrica:

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Presa:Se encargade atajar el río y embalsar las aguas, mediante un salto de nivel.Las represas pueden clasificarse por el material empleado en su construcción en: presas de tierra y presas de hormigón. De tierraDe hormigónCopyright © IRANJAMYLE 2010

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Clasificación de laspresas de hormigón:De gravedad:Tienen un peso adecuado para contrarrestar el momento de vuelco que produce el agua De bóveda:Necesita menos materiales que las de gravedad y se suelen utilizar en gargantas estrechas.En estas la presión provocada por el agua se transmite íntegramente a las laderas por el efecto del arco. Copyright © IRANJAMYLE 2010

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Los Aliviaderos:Seencuentran en la pared principal de la presa y tienen como misión liberar parte del agua detenida sin que esta pase por la sala de máquinas o atender necesidades de riego.Para conseguir que el agua salga por los aliviaderos existen grandes compuertas de acero que se pueden abrir o cerrar a voluntad. Tomas de agua:Las tomas de agua son construcciones que permiten recoger el líquido para llevarlo hasta las máquinas por medios de canales o tuberías. Estas tomas, poseen compuertas para regular la cantidad de agua que llega a las turbina y rejillas metálicas que impiden que elementos extraños como troncos, ramas, etc. puedan llegar a los álabes y producir desperfectos. Canal de derivación:El canal de derivación se utiliza para conducir agua desde la presa hasta las turbinas de la central.Copyright © IRANJAMYLE 2010

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Chimenea deequilibrio:Debido a las variaciones de carga del alternador o a condiciones imprevistas se utilizan las chimeneas de equilibrio que evitan las sobrepresiones en las tuberías forzadas y álabes de las turbinas. Tuberías forzadas: Las estructuras forzadas o de presión, suelen ser de acero con refuerzos regulares a lo largo de su longitud o de cemento armado, reforzado con espiras de hierro que deben estar ancladas al terreno mediante solera adecuadas. Casa de máquinas:Es la construcción en donde se ubican las máquinas (turbinas, alternadores, etc.) y los elementos de regulación y comando. Copyright © IRANJAMYLE 2010

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Copyright © IRANJAMYLE 2010 TurbinasHay tres tipos principales de turbinas hidráulicas:• La rueda Pelton, que es adecuada para saltos grandes • La turbina Francis, adecuada para salto medianos • La de hélice o turbina Kaplan, muy útil en saltos pequeños.El tipo más conveniente dependerá en cada caso del salto de agua y de la potencia de la turbina.

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Clasificación según elcaudal:Central de caudal elevado y baja caída: La disposición es compacta y la entrada de agua a la turbina se hace por medio de una cámara construida en la misma presa. Las compuertas de entrada y salida se emplean para poder dejar sin agua la zona de las máquinas en caso de reparación o desmontajes. Central de baja caída y alto caudal: es como la anterior, pero con grupos generadores denominados "a bulbo", que están totalmente sumergidos en funcionamiento. Copyright © IRANJAMYLE 2010

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Central de caudaly salto medianos: La sala de máquinas está al pie de la presa.El agua ingresa por las tomas practicadas en el mismo dique, y es llevada hasta las turbinas por medio de conductos metálicos embutidos en el dique.Central de alta presión y bajo caudal: Este tipo de sala de máquinas se construye alejada de la presa.El agua llega por medio de una tubería a presión desde la toma, por lo regular alejada de la central, y en el trayecto suele haber una chimenea de equilibrio. La alta presión del agua que se presenta en estos casos obliga a colocar válvulas para la regulación y cierre, capaces de soportar el golpe de ariete.Copyright © IRANJAMYLE 2010

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FUNCIONAMIENTO:Desvío delcauce de agua:El aprovechamiento hidráulico de los ríos se basa en que la velocidad del flujo de estos es constante a lo largo de su cauce, el cual siempre es cuesta abajo. Este hecho revela que la energía potencial no se va convirtiendo en cinética como sucede en el caso de una masa en caída libre, la cual se acelera, la energía potencial se "pierde" en vencer las fuerzas de fricción con el suelo, en el trasporte de partículas, en formar remolinos, etc.. Esta energía potencial podría ser aprovechada si se pudiera evitar las llamadas perdidas y hacer pasar agua a través de una turbina. Esto es el objetivo de una central hidroeléctrica.Interceptación de la corriente de agua:Consiste en la construcción de una presa que retenga el cauce de agua causando un aumento del nivel del río en su parte anterior a la presa, el cual podría convertirse en un embalse. El dique establece una corriente no uniforme y modifica la forma de la superficie libre del río antes y después de éste que toman forma de las llamadas curvas de remanso. El establecimiento de las curvas de remanso determinan un nuevo salto geodésico aprovechable.Copyright © IRANJAMYLE 2010

35.
Una masa deagua en desnivel (en altura) posee una cierta energía potencial acumulada. Al caer el agua, la energía se convierte en cinética (de movimiento) y hace girar una turbina, la cual, a su vez, acciona un generador que produce la corriente eléctrica.Copyright © IRANJAMYLE 2010

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VENTAJAS E INCONVENIENTES:VENTAJAS:Disponibilidad

37.
No contamina

38.
Produce trabajoa la temperatura ambiente

39.
Almacenamiento deagua para regadíos

40.
Permite realizaractividades de recreo

41.
Evita inundacionespor regular el caudal.

42.
A menudo puedecombinarse con otros beneficios (riego, suministro de agua, caminos…)

43.
Los costos demantenimiento y explotación son bajos.

44.
Las obras deingeniería de larga duración

45.
La turbina hidráulicamáquina sencilla, eficiente y segura, que puede ponerse en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilancia siendo sus costes de mantenimiento reducidos.INCONVENIENTES: Las presas

46.
"Contaminación" delagua

47.
Privación desedimentos al curso bajo

48.
El emplazamiento (lejosdel lugar de consumición, lo que exige la construcción de un sistema de transmisión de la electricidad)

51.
Hace unos años,el 25% del consumo eléctrico total español (140.000 GW·h/año) era de origen hidroeléctrico. Sin embargo, antes de 1980 suponía más del 80%.La importante disminución de la producción hidroeléctrica respecto de la total eléctrica, no se debió, ni se debe, al agotamiento de los recursos hidráulicos disponibles en España, sino a motivos económicos, ya que para las empresas eléctricas resultaban más rentables las centrales térmicas convencionales que las hidroeléctricas.Copyright © IRANJAMYLE 2010

54.
Copyright © IRANJAMYLE 2010 En navarra:Los excedentes de agua del manantial de Arteta y de las aguas derivadas del embalse de Eugi con destino al abastecimiento y a la regulación del caudal del río Arga son turbinadas en las minicentrales hidroeléctricas de Egíllor, Eugi y Urtasun.

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