Clasificación y Funcionamiento de Centrales Hidroeléctricas y Turbinas

Clasificación de Centrales Hidroeléctricas

Una primera clasificación se realiza en cuanto a la forma de contener el agua:

• Centrales de agua fluente: Son poco frecuentes en España, ya que requieren caudales importantes con independencia de la época del año.
• Centrales de agua embalsada: Almacenan agua en un embalse valiéndose de presas con el objetivo de regular el caudal, que es variable según la época del año.

Tipos de Centrales de Agua Embalsada

Las centrales de agua embalsada, a su vez, se pueden clasificar en:

• Centrales de regulación (de caudal): Almacenan el agua que fluye del río para cubrir las horas de mayor consumo.
• Centrales de bombeo o reversibles: Son centrales hidroeléctricas que, además de poder transformar la energía potencial del agua en electricidad, tienen la capacidad de hacerlo a la inversa; es decir, aumentar la energía potencial del agua (por ejemplo, subiéndola a un embalse) consumiendo para ello energía eléctrica. De esta manera, pueden utilizarse como un método de almacenamiento de energía (una especie de batería gigante). Están concebidas para satisfacer la demanda energética en horas pico y almacenar energía en horas valle.

Clasificación por la Altura del Salto (Caída)

En cuanto a la altura del salto de agua, las centrales hidroeléctricas se clasifican en:

• Centrales de alta presión: Con saltos superiores a 200 m y caudales relativamente pequeños (aproximadamente 20 m³/s), ubicadas generalmente en zonas de alta montaña.
• Centrales de media presión: Con saltos entre 20 m y 200 m, y caudales de hasta 200 m³/s. La central puede estar a pie de presa o alejada de ella para conseguir un salto mayor.
• Centrales de baja presión: Con saltos inferiores a 20 m y caudales en torno a los 300 m³/s.

Tipos de Turbinas Hidráulicas

Las turbinas hidráulicas son componentes clave en la generación de energía hidroeléctrica, y se clasifican principalmente en turbinas de acción y turbinas de reacción.

Turbinas de Acción

En las turbinas de acción, la transformación de la energía potencial del flujo en energía cinética tiene lugar íntegramente en órganos fijos anteriores al rodete. En consecuencia, este solo recibe energía cinética, y la presión del flujo a la entrada y a la salida del mismo no cambia. Un ejemplo es la turbina Pelton, donde la transformación se lleva a cabo íntegramente en los inyectores o toberas, por lo que la presión del flujo a la entrada y a la salida de las cucharas del rodete es la misma.

Turbinas de Reacción

En las turbinas de reacción, la transformación de la energía potencial del flujo en energía cinética tiene lugar íntegramente en el rodete. El rodete recibe energía potencial, y la presión del flujo a la entrada del mismo es superior a la salida. El aspersor para riegos y la rueda de pirotecnia son ejemplos de turbinas de reacción puras, ya que las toberas donde el flujo es acelerado van incorporadas en el rodete. Los canales entre álabes son convergentes tanto en la corona fija como en el rodete: el flujo transforma su energía potencial en energía cinética en ambos sitios. O lo que es lo mismo, a la entrada del rodete el flujo tiene energía cinética, pero aún le queda energía potencial. La turbina sería mixta de acción y reacción; sin embargo, se le llama de reacción al no haberse fabricado la de reacción pura.