Fundamentos y Componentes Esenciales de la Energía Hidráulica y Centrales Eléctricas

Energía Hidráulica (E. Hidráulica)

Energía del agua cuando se mueve a través de un cauce o cuando se encuentra a cierta altura. Cuando se deja caer el agua, la energía potencial se transforma en energía cinética al adquirir velocidad, y puede ser aprovechada para diversos fines.

Tipos de Centrales Hidroeléctricas

Centrales de Bombeo Puro

Disponen de dos embalses (el inferior es natural y muy pequeño).

• Modo de Generación (+): El agua del embalse superior pasa por las tuberías hasta la turbina, haciéndola girar y generando corriente eléctrica.
• Modo de Bombeo (-): Se aprovecha la energía eléctrica sobrante de esta central u otras centrales para bombear agua del embalse inferior al superior.

Centrales de Bombeo Mixtas

Pueden producir energía indistintamente con o sin bombeo previo. No se necesita bombear agua al embalse superior para producir energía, puesto que este embalse es alimentado por el cauce del río.

Central Hidroeléctrica (Definición)

Transforma la energía potencial del agua acumulada en el embalse en energía eléctrica a través del alternador.

Turbinas Hidráulicas

Turbina Kaplan

Turbina de eje vertical y rotor en forma de hélice, de inclinación variable, que va encerrada en una cámara cilíndrica por cuya parte superior llega el agua.

• Uso: Se emplea para saltos de agua inferiores a 25 m y mucho caudal.
• Rendimiento: Entre 93% y 95%.

Turbina Pelton

Rueda hidráulica muy perfeccionada, en cuya periferia se ha colocado una serie de cucharas que pueden soportar el choque de un potentísimo chorro de agua. Las cucharas reciben el agua en un sentido y la expulsan casi en sentido contrario.

• Uso: Se usa cuando se dispone de un gran salto de agua, pero no de mucho caudal.
• Rendimiento: 90%.
• Características: Gira más lentamente que la Kaplan. Para incrementar la potencia, basta aumentar el número de chorros.

Tipos de Presas

Presa de Gravedad

Con su peso contrarresta el empuje del agua. Suele ser recta o un poco cóncava. Su sección transversal es triangular, formando un ángulo recto entre la base y el lado del embalse. Es una construcción costosa.

Presa de Bóveda (o Arco)

El empuje del agua lo transmite a las laderas de la montaña. Es convexa; cuanto más empuja el agua del embalse, más se clavan los lados de la presa en las laderas de la montaña. Es una construcción más económica.

Otros Componentes de la Central

Compuertas

Evacuan agua del embalse sin que pase por la sala de máquinas cuando es necesario soltar agua por razones de riego o seguridad.

Transformadores

Elevan la tensión de salida de los alternadores hasta 400.000 V, que suele ser la utilizada para transportar la corriente entre puntos distantes.

Líneas de Transporte Eléctrico

La central debe estar sincronizada al conjunto de la red para que su aportación se sume a la de otros.

Sala de Máquinas

Alberga las turbinas y el alternador.

Turbinas (Función)

Transforman la energía cinética del agua en energía mecánica de rotación.

Chimenea de Equilibrio

Pequeño depósito, conectado a las tuberías de conducción, en el que hay agua acumulada. Evita variaciones de presión en el agua cuando se regula el caudal de salida.

Toma de Agua

Para que piedras y otros materiales no sean arrastrados a las turbinas. Dispone de reja filtradora.

Alternador