Centrales hidroelectricas

Centrales hidroeléctricas

José Manuel Arroyo Sánchez
Área de Ingeniería Eléctrica Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica, Automática y Comunicaciones Universidad de Castilla – La Mancha
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Contenidos
• Introducción • Clasificaciones de las centrales hidráulicas • Elementos de una central hidráulica • Configuraciones típicas • Presa • Turbina hidráulica • Ventajas einconvenientes
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Centrales hidroeléctricas
• Principio de funcionamiento: La energía mecánica del agua (cinética o potencial) se transforma en energía mecánica de rotación mediante una turbina hidráulica La energía mecánica de rotación se emplea para accionar un generador eléctrico y obtener energía eléctrica

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Definiciones
• Cota: Valor de la altura a la que se encuentra una superficierespecto el nivel del mar • Salto de agua: Paso brusco o caída de masas de agua desde un nivel, más o menos constante, a otro inmediatamente inferior. Numéricamente se define como la diferencia de cota (altura de salto) • Caudal: Volumen de líquido que circula por cada una de las secciones de conducción 3 abierta o cerrada por unidad de tiempo (m /s)
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Aprovechamiento hidráulico

5Aprovechamiento hidráulico
• Obtención de desnivel: Mediante un canal de derivación y tubería forzada Mediante una presa Mediante una combinación de ambos

P ≈ 10qhηT ηG (kW )
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Clasificaciones (I)
• Según el salto de agua:

De alta presión

De media presión

De baja presión

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Centrales de alta presión
• Saltos grandes (> 200 m), pequeños caudales desalojados (20 m3/s) • TurbinasPelton (principalmente) y Francis • Tuberías de gran longitud • Zonas de alta montaña
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Centrales de media presión
• Saltos medios (20-200 m), caudales medios 3 (200 m /s) • Turbinas Francis • Embalses grandes

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Centrales de baja presión
• Saltos pequeños (< 20 m) y caudales grandes 3 (> 300 m /s) • Turbinas Francis y Kaplan (principalmente) • Valles amplios de baja montaña

10Clasificaciones (II)
• Según el discurrir del agua:

De agua fluyente

De agua embalsada o de regulación

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Central de agua fluyente
• No cuentan con reserva de agua (pequeña presa) • Gran caudal y pequeña altura • Potencia máxima en temporada de lluvias, mínima en tiempo seco • Centrales de base
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Central de agua fluyente

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Central de agua embalsada
• Presa que acumulaagua proveniente de grandes lagos o pantanos artificiales en embalse superior • Regulación del caudal • Gran altura, pequeño caudal • Producción variable según demanda • Centrales de punta
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Central de agua embalsada

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Elementos de una central hidráulica
• Presa ⇒ Acumulación del agua (↑ cota) • Toma de agua ⇒ Captación del agua necesaria para el accionamiento de la turbina Zona deobra Aperturas por donde entra el agua protegidas para evitar el paso de cuerpos en suspensión o flotación (limpieza periódica de rejillas)
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Elementos de una central hidráulica
• Canal de derivación o galería de conducción ⇒ Circulación del agua debida a los ligerísimos desniveles entre sus extremos Hechos de hormigón con juntas dilatación (cambio de temperatura) Velocidades pequeñas El aguano discurre a presión
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de

Elementos de una central hidráulica Canal de derivación

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Elementos de una central hidráulica
• Chimenea de equilibrio o cámara de presión ⇒ Amortiguamiento del golpe de ariete Variación de carga en turbina ⇒ Variación de presión en tuberías Fluctuación del agua en su interior según la presión en las conducciones Situada en la zona de unión de lagalería de conducción y la tubería forzada
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Elementos de una central hidráulica Chimenea de equilibrio

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Elementos de una central hidráulica
• Tubería forzada o de presión Soporta grandes presiones en toda su superficie Hecha de acero con juntas de dilatación • Central (casa turbinas) de máquinas, cámara de

• Canal de desagüe o socaz
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Elementos de una central hidráulica
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