Energías:Conceptos básicos:1.Energías renovablesrenovables2.Energías alternativasalternativas3.Energías verdesverdes

Centrales Centrales hidroeléctricashidroeléctricas

Las centrales hidroeléctricasEn general, se aprovecha la energía que

poseen aguas debido a un salto geodésicoEnergía renovable

Pocos lugares: energía mecánica (máquinas primarias)

En su mayoría: energía eléctricaFormas más frecuentes para explotar energía

Desvío del cauce de aguaInterceptación de la corriente de agua

Características y potencia de una central hidroeléctrica

CaracterísticasPotencia: del salto geodésico y el Qmáx

turbinableEnergía garantizada: generalmente en un año,

en función del Vútil del embalse y la Pinstalada

Potencia de una central hidroeléctrica

Partes de una central hidroeléctricaEmbalsePresaAducción

GaleríasTuberías forzadas o canales de ataqueChimeneas de equilibrio

Casa de máquinasTurbinagenerador

Transformador + líneas eléctricasCompuertas y válvulas hidráulicas restituyen el

agua

Factores de demanda de energíaLos más destacados

Tipos de industrias existentes en la zona, y turnos que estas realizan en su producción

Tipo de cocina doméstica que se utiliza más frecuentemente

Tipo de calentador de agua que se permite utilizarLa estación del añoLa hora del día en que se considera la demanda

Debido a esto las centrales pueden operar en régimenes:Generación de energía de baseGeneración de energía en períodos de punta

Centrales tradicionales Centrales reversibles o de bombeo

Tipos de centrales hidroeléctricas

Según su concepción arquitectónicaAl aire libre sin

embalseCentrales con caverna

Según su régimen de flujoDe agua fluyente=de

filo de agua=de pasadaDe embalseDe bombeo o

reversibles

Según su altura de caída del aguaDe alta presión ( Δh > 200 m)De media presión ( 20 m < Δh <

200 m)De baja presión (Δh < 20 m)

Otro tipo de centralesMareomotricesMareomotrices sumergidas

Centrales de pasada

Centrales con embalse

Centrales de bombeo

En una central hidroeléctrica el agua se canaliza a la cámara de carga colocada en el nivel superior, desde este punto, a través de conductos forzados, el agua se canaliza a la turbina que se encuentra

más abajo. La energía del agua, pasando a través de la turbina,

determina la rotación del rotor de la turbina misma.

El eje del rotor que gira está conectado al alternador que produce la energía

eléctrica.

VentajasAprovechan al máximo todos los recursos

hídricos disponibles, ya que los lugares de instalación son muy variados y su central es muy sencilla.

Necesitan un limitado recurso hídrico para producir energía eléctrica

Producen energía eléctrica cerca del usuarioOcupan poco lugar y, gracias a su estructura

compacta, son relativamente fáciles de transportar incluso en lugares inaccesibles

Micro turbina Pelton o de flujo cruzado Puede ser de eje horizontal o vertical Instalaciones con saltos de agua de unos centenares

de metros De fácil y sólida construcción, ocupa poco espacio y

tiene un rendimiento óptimo, funciona a la presión atmosférica y no genera problemas de estanqueidad

Palas de doble cuchara, con un número de chorros hasta 6

•Micro turbina Turgo•Parecida a la Pelton y es apta para saltos de 30 a 300 m•Constructores la aconsejan para enclaves con importantes variaciones de flujo de agua y aguas turbias.

Micro turbina de flujo radial o cruzado Utilizada exclusivamente para centrales de potencia

pequeña; es apta para saltos de unos pocos metros hasta 100, y para caudales de 20 a 1000 L/s

El rendimiento de las turbinas de flujo cruzado es menor que el de las turbinas Pelton, pero tienen una mayor facilidad constructiva y una mejor adaptabilidad a los pequeños saltos.

•Mini turbina Francis•Turbina de reacción válida para centrales de tamaño medio, con potencia aproximada de 100 Kw•La ventaja de esta máquina consiste en el aprovechamiento de todo el salto disponible, hasta el canal de desagüe•La construcción compleja, la alta velocidad de rotación que provoca fricción y desgaste, y algunos problemas de estanqueidad

Turbina PeltonTurbina PeltonTurbina FrancisTurbina FrancisTurbina KaplanTurbina Kaplan

COSTOSLos principales costos que afectan a la construccion de

una central hidroeléctrica son:

• Los costos iniciales de inversión• La operación y el mantenimiento• El factor de planta• La vida económica útil de la inversión

BENEFICIOSEnergía eléctrica, la misma que puede apoyar el desarrollo económico y mejorar la calidad de la vida en el área servida

Caminos y otras infraestructuras pueden dar a los pobladores mayor acceso a los mercados para sus productos, escuelas para sus hijos, cuidado de salud y otros servicios sociales

Mucha mano de obra y ofrecen oportunidades de empleo

alternativa para la quema de los combustibles fósiles, o la energía nuclear

intensificación de la agricultura, localmente, puede, a su vez, reducir la presión que existe sobre los bosques primarios, los hábitats intactos de la fauna, y las áreas en otras partes que no sean adecuadas para la agricultura

crear pesca en el reservorio y posibilidades para producción agrícola

IMPACTO AMBIENTAL

La inundación de la tierra para formar el embalse, y la alteración del caudal de agua, aguas abajo

Uso de la tierra, el agua y los otros recursos en las áreas de captación de aguas arriba del reservorio, que pueden causar una mayor acumulación de limos, y cambios en la cantidad y calidad del agua del reservorio y del río

Contexto mundialPrincipales usuarios de energía hidroeléctrica:• Brasil• Estados Unidos• Canadá• Rusia• China

PRESA DE LAS TRES GARGANTAS- CHINA LA PRESA HIDROELÉCTRICA MÁS GRANDE DEL

MUNDO• Locación: Yichang, China. Aprovecha el agua proveniente del río Yangtsé.•Potencia: 22.500 MW•Cuenta con 32 turbinas de 700 MW cada una, y dos unidades generadoras de 50 MW. 

Ubicación

REPRESA DE ITAIPÚ: PARAGUAY Y BRASIL• Locación: se ubica en el río Paraná, en la frontera entre

Brasil y Paraguay.•Potencia: 14.000 MW •Cuenta con 20 unidades generadoras con una capacidad de 700 MW cada una

Contexto nacional• En Argentina la hidroelectricidad representa sólo un 4,3% de la matriz energética.• Las obras de mayor envergadura se encuentran en la cuenca del Plata y son binacionales: Yaciretá sobre el río Paraná, y Salto Grande, compartida con Uruguay.• Sólo Yacyretá y Salto Grande proveen al país del 40% del total de hidroelectricidad.• Como desarrollo complementario, existe una intención aumentar la cantidad de micro centrales hidroeléctricas, de menor costo de inversión y más amigables socio ambientalmente.

Distribución de Centrales

Hidroeléctricas en Argentina

REPRESA YACYRETÁ• La central tiene 20 turbinas, con una potencia instalada de 4.050 MW y con una capacidad energética de 19.080 GW/h, esto es el 40% de la energía consumida en la Argentina.

REPRESA DE SALTO GRANDE• La central tiene 7 turbinas tipo Kaplan de 135 MW, con una potencia instalada de 1.890 MW y un promedio anual de aproximadamente 9.000 GKW.

Represa Yacyretá Represa de Salto Grande

Contexto provincialHIDROELÉCTRICA FUTALEUFÚ•Con una capacidad instalada de 472 MW produce 2.900 GWh de energía anual en condiciones hidrológicas medias.

HIDROELÉCTRICA AMEGHINO• Cuenta con dos turbinas Francis de eje vertical instaladas dentro del edificio de máquinas, el cual está constituido por 2 unidades generadoras de 29,20 MVA de capacidad.

Hidroeléctrica Futaleufú

Hidroeléctrica Ameghino

Algunas innovaciones•Sistema Vivace• Módulo de Energía gravitacional (GPM)• Mejoras en el rendimiento•Mejoras en el oxígeno disuelto•Supervivencia de peces atravesando las turbinas•Efectividad de pasos para peces• Optimización del uso del agua• Gestión de derrames•Control de caudal•Modelización física y dinámica de fluidos computacional