✅ CENTRALES HIDROELÉCTRICAS

Uno de los mayores logros en la ingeniería para la generación de energía eléctrica han sido las Centrales Hidroeléctricas, las cuales utilizan la energía hidráulica y su evolución viene desde tiempos antiguos, donde se aplicaba la técnica de generar energía eléctrica a partir de grandes molinos que se accionaban gracias a la fuerza producida por corrientes de agua, en otros términos, el accionar de una central hidroeléctrica se base en el aprovechamiento de la energía potencial gravitatoria que es producida por la masa de agua de un cauce debido al desnivel que este presenta. En este desnivel o caída suele colocarse la turbina para producir energía y transmitirla a un generador eléctrico, el cual se accionará para generar la energía eléctrica.

El sistema que constituye una Central Hidroeléctrica está compuesto principalmente por: Una presa, la cual cumplirá la función de regular el paso de agua hacia la central; una central hidroeléctrica, la cual cumple la función principal de generar energía eléctrica; y un depósito que servirá para poder almacenar agua. La intervención de estos tres componentes se basa en lo siguiente: el agua de la presa fluye por un conducto de entrada y este a su salida produce una presión importante sobre las paletas o palas de la turbina, provocando que estas se accionen desde el primer impacto, con esta fuerza se logra accionar un generador y, por lo tanto, se logró generar energía eléctrica. La energía eléctrica producida dependerá de la cantidad de agua que fluya dentro del sistema y de la altura de caída que presente.

Generalmente, la construcción de una central hidroeléctrica se realiza en el cauce de un río, esto con la finalidad de poner crear un embalse que nos permita almacenar el agua y mejorar el funcionamiento de la central hidroeléctrica. La masa de agua que se almacena se transporta directamente hacia los álabes de la turbina, que está ubicada en el pie de la presa en la mayoría de casos. Es importante mencionar que la energía producida por la central hidroeléctrica no se almacena, puesto que no cumple con esa función, por el contrario, la energía generado es transporta por grandes cables eléctricos de gran longitud, siguiendo el patrón de demanda requerida por los usuarios, como casas, fábricas, negocios, etc. En todo diseño de una central hidroeléctrica, se tiene que el consumo o demanda de los usuarios es variable en el día y durante todo el año. Una alternativa para mejorar la eficiencia de producción de energía y así poder cumplir con la demanda requerida, es la de diseñar centrales hidroeléctricas de bombeo. Este tipo de centrales tiene como principal característica que posee dos embalses ubicados a diferente cota. Este particular sistema funciona en serie, es decir, el agua del primer embalse acciona la turbina y sirve como fuente para abastecer la electricidad en horas donde la demanda sea mayor, luego de esto, el agua llega al siguiente embalse y se bombea el agua hasta el embalse superior aprovechando el uso de la turbina como motor y en algunos casos como alternador.

Según la capacidad que tenga una central hidroeléctrica para poder generar energía eléctrica, suele tener dos características importantes y principales, las cuales son:

• La energía, se garantiza un determinado tiempo, usualmente suele ser año, dicha energía suele estar en función del volumen útil que contenga el embalse, además de la potencia de diseño o potencia instalada.

• La potencia, esta característica se presenta en función a la caída o desnivel que exista entre el nivel medio de las aguas que se encuentran debajo de la central y el nivel medio que tenga el embalse. También es importante mencionar a las determinadas características que presenten las turbinas y generadores usados, así como también del caudal máximo que usará la turbina para la generación de energía eléctrica. Además, es importante mencionar que todo tipo de central hidroeléctrica utiliza la fuente de energía para poder impulsar la turbina encargada de accionar el generador eléctrico, logrando producir energía eléctrica.

TIPOS DE CENTRALES HIDROELÉCTRICAS

La central hidroeléctrica de embalse, es la central que se usa con mayor frecuencia en los proyectos de generación de energía eléctrica. Esta central tiene la particularidad de almacenar agua en la represa, la cual luego se usará para hacerla caer desde una determina altura de trabajo hacia los álabes de la turbina, provocando que esta accione los generados eléctricos para que así se pueda generar la energía eléctrica. Luego de este proceso, se tiene que transportar la energía generada sin lograr mayores pérdidas para así lograr una mejor incorporación hacia la red eléctrica.

Central Hidroeléctrica de pasada: Al contar con un cauce donde existan desniveles o caídas naturales de agua, es conveniente recurrir y diseñar una Central hidroeléctrica de pasada. Este tipo de central puede contar con turbinas verticales u horizontales, el uso de cada tipo de turbina dependerá de la pendiente que presente el cauce, es decir, para pendientes pronunciadas es preferible contar con turbinas verticales mientras que para pendientes bajas es preferible contar con turbinas horizontales. Tienen un comportamiento similar a la central hidroeléctrica de embalse con la particularidad de que en la central de pasada el funcionamiento es continuo debido que esta no presenta con un almacenamiento de agua.

Central de bombeo o reversible: Este tipo de central se utiliza en donde la demanda de agua sea fuertemente variada. Puede entenderse como un almacenamiento de energía, puesto que, consume energía al momento de transportar el agua hacia el embalse superior cuando la demanda de energía sea baja, para después liberar esa energía y cumplir con la demanda requerida en horas donde esta sea muy elevada.

COMO SE COMPONE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA

En una central hidroeléctrica de embalse, podemos encontrar las siguientes partes:

• Embalse: Es el vaso de almacenamiento donde se encuentra el agua.

• Presa: Es la estructura que permite el funcionamiento del embalse, debido a que esta retiene el agua.

• Tubería forzada: Es la tubería de conducción que transporta el agua hacia la turbina, ubicada en la casa de máquinas.

• Turbina: Es la encargada de accionar el generador eléctrico mediante la fuerza que con la impacta el agua en sus álabes.

• Generador eléctrico: Es el encargado de generar la energía eléctrica.

• Transformador: La energía eléctrica producida es transformada mediante la elevación de su tensión, y está lista para su derivación mediante la red eléctrica.

El agua del embalse será conducida por tuberías forzadas hacia la sala de máquinas, lugar en donde al encontrar la turbina, alcanzará su máxima velocidad. Existen diferentes tipos de turbinas en las centrales hidroeléctricas: Hélice, Francis, Pelton, Kaplan, entre otros. La fuerza que se genera en la turbina se conduce hasta el generador eléctrico para producir energía eléctrica y pasar luego al transformador, donde se elevará la tensión para su posterior conducción por la red eléctrica.