Una central hidroeléctrica es utilizada para energía hidráulica para la gestación de energía eléctrica. Son el resultado actual de la evolución de los antiguos molinos que aprovechaban la corriente de los ríos para mover una rueda.
En general, estas centrales aprovechan la energía potencial que posee la masa de agua de un causas naturales en virtud de un desnivel, también conocido como salto geodésico. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbinas hidráulicas la cual transmite la energía a un generador donde se transforma en energía eléctrica.
Centrales hidroeléctricas |
La función de una central hidroeléctrica es utilizar la energía potencial del agua almacenada y convertirla, primero en energía mecánica y luego en eléctrica.
| Esquema general de una central hidroeléctrica |
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Una masa de agua en desnivel (en altura) posee una cierta energía potencial acumulada. Al caer el agua, la energía se convierte en cinética (de movimiento) y hace girar una turbina, la cual, a su vez, acciona un generador que produce la corriente eléctrica. |
| Una central hidroeléctrica tipo |
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1. Agua embalsada, 2. Presa, 3. Rejillas filtradoras, 4. Tubería forzada, 5. Conjunto turbina-alternador, 6. Turbina, 7. Eje, 8. Generador, 9. Líneas de transporte de energía eléctrica, 10. Transformadores.
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Ventajas de las centrales hidroeléctricas:
1. No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energía, constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita.
2. Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua.
3. A menudo puede combinarse con otros beneficios, como riego, protección contra las inundaciones, suministro de agua, caminos, navegación y aún ornamentación del terreno y turismo.
4. Los costos de mantenimiento y explotación son bajos.
5. Las obras de ingeniería necesarias para aprovechar la energía hidráulica tienen una duración considerable.
6. La turbina hidráulica es una máquina sencilla, eficiente y segura, que puede ponerse en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilancia siendo sus costes de mantenimiento, por lo general, reducidos.
Algunas desventajas de las centrales hidroeléctricas:
1. Los costos de instalación iniciales son muy altos.
2. Su ubicación, condicionada por la geografía natural, suele estar lejos de los centros de consumo y obliga a construir un sistema de transmisión de electricidad, aumentando los costos de inversión y de mantenimiento y aumentando la pérdida de energía.
3. La construcción implica mucho tiempo en comparación con la de las centrales termoeléctricas.
4. El espacio necesario para el embalse inunda muchas hectáreas de terreno.
5. La disponibilidad de energía puede fluctuar, de acuerdo con el régimen de lluvias, de estación en estación y de año en año.
Tipos de Centrales Hidroeléctricas
Central Hidroeléctrica de Pasada
Una central de pasada es aquella en que no hay acumulación apreciable de agua para accionar las turbinas.
En una central de este tipo las turbinas deben aceptar el caudal natural del río, con sus variaciones de estación en estación. Si este es mayor a lo necesario, el agua sobrante se pierde por rebalse.
En ocasiones un embalse relativamente pequeño bastará para impedir esa pérdida por rebalse.
| Esquema de una central de Pasada |
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| Corte vertical |
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Normalmente, en una central de pasada, se aprovecha un estrechamiento del río, y la obra del edificio de la central (casa de máquinas) puede formar parte de la misma presa.
El desnivel entre "aguas arriba" y "aguas abajo", es reducido, y si bien se forma un remanso de agua a causa del necesario embalsamiento mínimo (azud), no es demasiado grande.
Este tipo de central requiere un caudal suficientemente constante para asegurar durante el año una potencia determinada.
Central Hidroeléctrica con Embalse de Reserva
En este tipo de proyecto se embalsa un volumen considerable de líquido "aguas arriba" de las turbinas mediante la construcción de una o más presas que forman lagos artificiales.
El embalse permite graduar la cantidad de agua que pasa por las turbinas. Del volumen embalsado depende la cantidad que puede hacerse pasar por las turbinas.
Con embalse de reserva puede producirse energía eléctrica durante todo el año aunque el río se seque por completo durante algunos meses , cosa que sería imposible en un proyecto de pasada.
Las centrales con almacenamiento de reserva exigen por lo general una inversión de capital mayor que las de pasada, pero en la mayoría de los casos permiten usar toda la energía posible y producir kilovatios-hora más baratos.
| Esquema de una central con embalse |
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| Corte vertical |
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La casa de máquinas suele estar al pie de la presa, como ilustra el dibujo superior; en estos tipos de central, el desnivel obtenido es de caracter mediano.
Centrales Hidroeléctricas de Bombeo
| Central de bombeo tipo |
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| 1. Embalse superior, 2. Presa, 3. Galeria de conducción, 4-5. Tuberia forzada, 6. Central, 7. Turbinas y generadores, 8. Desagües, 9. Líneas de transporte de energía eléctrica, 10. Embalse inferior o río. |
Las centrales de bombeo son un tipo especial de centrales hidroeléctricas que posibilitan un empleo más racional de los recursos hidráulicos de un país.
Disponen de dos embalses situados a diferente nivel. Cuando la demanda de energía eléctrica alcanza su máximo nivel durante el día, las centrales de bombeo funcionan como una central convencional generando energía.
Al caer el agua, almacenada en el embalse superior, hace girar el rodete de la turbina asociada a un alternador.
Después el agua queda almacenada en el embalse inferior. Durante las horas del día en la que la demanda de energía es menor el agua es bombeada al embalse superior para que pueda iniciar el ciclo productivo nuevamente.
Para ello la central dispone de grupos de motores-bomba o, alternativamente, sus turbinas son reversibles de manera que puedan funcionar como bombas y los alternadores como motores.
