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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 e inconvenientes

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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: Valorde la altura a la que se encuentra
una superficie respecto 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 abiertao cerrada por unidad de tiempo (m3/s)

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Aprovechamiento hidráulico

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Aprovechamiento hidráulico

 Obtención de desnivel:

 Mediante un canal de derivación y tubería forzada

 | Mediante | una | presa | | |
 | Mediante | una | combinación | de | ambos |

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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)

 Turbinas Pelton (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
(200 m3/s)

 Turbinas Francis

 Embalsesgrandes

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Centrales de baja presión

 Saltos pequeños ( 20 m) y caudales grandes
( 300 m3/s)

 Turbinas Francis y Kaplan (principalmente)

 Valles amplios de baja montaña

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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 acumula agua 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 de obra

 Aperturas por donde entra el agua protegidas para evitar el paso de cuerpos en suspensión oflotación (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 de dilatación (cambio de temperatura)

 Velocidades pequeñas

 El agua no discurre a presión

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Elementos de unacentral 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 la galería de conducción y la...
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