Centrales Hidroeléctricas

Energía Potencial
La energía potencial es el tipo de energía mecánica asociada a la posición o configuración de un objeto. Podemos pensar en la energía potencial como la energía almacenada en el objeto debido a su posición y que se puede transformar en energía cinética o trabajo. El concepto energía potencial, U, se asocia con las llamadas fuerzas conservadoras. Cuando una fuerza conservadora,como la fuerza de gravedad, actúa en un sistema u objeto; la energía cinética ganada (o perdida) por el sistema es compensada por una perdida (o ganancia) de una cantidad igual de energía potencial. Esto ocurre según los elementos del sistema u objeto cambia de posición.
La energía potencial, Ep, se mide en julios (J), la masa, m se mide en kilogramos (kg), la aceleración de la gravedad, g, enmetros/segundo-cuadrado (m/s2) y la altura, h, en metros (m).

Existen distintos tipos de energía potencial:
Energía potencial gravitatoria, que es la que tiene un cuerpo por encontrarse bajo la influencia de un campo gravitatorio (en nuestro caso el terrestre), siendo la fuerza de la gravedad la que realiza un trabajo sobre el cuerpo. Su valor viene dado por el trabajo necesario para elevar un cuerpoa una cierta altura venciendo su peso.
Para elevar un cuerpo es necesario realizar una fuerza F de igual dirección y sentido contrario al peso (p=m·g), según se observa en la figura. Si dicha fuerza eleva el cuerpo una altura h, el trabajo realizado por dicha fuerza será:

y de aquí la definición de energía potencial:

Energía potencial elástica, asociada a la fuerza recuperadora de un muelle odispositivo similar al deformarse.

Al comprimir o alargar un muelle se realiza trabajo, que queda almacenado en el mismo en forma de energía potencial elástica.
Al igual que ocurría con la energía potencial gravitatoria, el trabajo coincide con el trabajo mecánico necesario para deformar el muelle de la posición inicial de equilibrio a la final, lo que se conoce como elongación del muelle.
Paradeformar el muelle es necesario realizar una fuerza F de igual dirección y sentido contrario a la fuerza de restitución del mismo peso (que viene dada por la ley de Hooke que ya estudiaste F=k·x). El valor de la energía potencial elástica resulta ser:

Energía potencial eléctrica, que es la que tiene un cuerpo con carga eléctrica por encontrarse bajo la influencia de un campo eléctrico, siendo lafuerza eléctrica del campo la que realiza trabajo sobre el cuerpo cargado (se estudia en el tema 4 de esta unidad).
Energía Potencial en Hidroeléctricas
Se aprovecha en la producción de energía eléctrica en centrales hidráulicas.
La función de una central hidroeléctrica es utilizar la energía potencial del agua almacenada y convertirla, primero en energía mecánica y luego en eléctrica.

Un sistemade captación de agua provoca un desnivel que origina una cierta energía potencial acumulada. El paso del agua por la turbina desarrolla en la misma un movimiento giratorio que acciona el alternador y produce la corriente eléctrica.



Central de Agua Fluyente
Llamadas también de agua corriente, o de agua fluyente. Se construyen en los lugares en que la energía hidráulica debe ser utilizada en elinstante en que se dispone de ella, para accionar las turbinas hidráulicas.

No cuentan prácticamente con reserva de agua, oscilando el caudal suministrado según las estaciones del año. En la temporada de precipitaciones abundantes (de aguas altas), desarrollan su potencia máxima, y dejan pasar el agua excedente. Durante la época seca (aguas bajas), la potencia disminuye en función del caudal,llegando a ser casi nulo en algunos ríos en la época del estío.
Su construcción se realiza mediante presas sobre el cauce de los ríos, para mantener un desnivel constante en la corriente de agua.

Las centrales de agua fluyente o a filo de agua son las más utilizadas en todo el mundo. Ellas aprovechan la energía de la corriente del río y normalmente sirven para cubrir la carga base. La velocidad de...