Universidad Popular de Universidad Popular de la Chontalpa.la Chontalpa.

ENERGIA ENERGIA HIDROELECTRICA Y HIDROELECTRICA Y

ENERGIA ENERGIA TERMOELECTRICATERMOELECTRICA

  M.C. RAUL CASTAÑEDA CEJA

• Turbina: Es  un  motor  rotativo  que  convierte  en energía mecánica  la  energía  de  una  corriente  de agua. El elemento básico de la turbina es la rueda o rotor, que cuenta con palas, hélices, cuchillas o cubos  colocados  alrededor  de  su  circunferencia, de  tal  forma que el  fluido en movimiento produce una  fuerza  tangencial  que  impulsa  la  rueda  y  la hace girar. 

• Central hidroeléctrica: es  una planta productora de  energía  eléctrica  generada  a  partir  de  la energía  potencial  del  agua  que  se  encuentra retenida en una represa o dique.

Presa: Barrera  artificial  que  se construye  en  algunos  ríos  para embalsarlos y retener su caudal.

Embalse: acumulación  de  agua producida por una obstrucción en el lecho de un río o arroyo que cierra parcial o totalmente su cauce.

Clasificación de la energíaClasificación de la energía Las fuentes renovables se dividen en dos 

grupos: las no contaminantes y las contaminantes.

La energía hidroelectrica se encuentra en el primer grupo junto con:  -Energía azul

 -Energía eólica -Energía maremotriz -Energía solar

    -Energía undimotriz

¿Qué es la energía ¿Qué es la energía hidráulica?hidráulica?      La energía hidráulica es la que posee  el  agua  de  los  ríos, adecuadamente encauzada en los embalses.

      La  energía  hidráulica  es  una energía  renovable  que  se basa  en  aprovechar  la  caída del  agua  desde  cierta  altura. La  energía  potencial,  durante la  caída,  se  convierte  en cinética. 

¿Para qué sirve una central ¿Para qué sirve una central hidroeléctrica?hidroeléctrica?

• La función de una central hidroeléctrica es utilizar la energía potencial del agua almacenada y convertirla, primero en energía mecánica y luego en eléctrica. 

CCENTRALES HIDROELÉCTRICASENTRALES HIDROELÉCTRICAS

Una  central hidroeléctrica  es  una  planta  productora  de  energía eléctrica generada a partir de la energía potencial del agua que se encuentra  retenida  en  una  represa  o  dique.  Las  centrales hidroeléctricas  aprovechan,  mediante  un  desnivel,  la  energía potencial  contenida  en  la masa  de  agua  que  transportan  los  ríos para convertirla en energía eléctrica, utilizando turbinas acopladas a alternadores. 

Aún así tienen unos condicionantes:     -Las condiciones pluviométricas  medias                                

del año deben ser favorables   

- El  lugar de emplazamiento  está  supeditado a  las  características  y  configuración  del terreno  por  el  que  discurre  la  corriente  de agua.

                    FUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRALFUNCIONAMIENTO DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICA HIDROELÉCTRICA

         La presa sirve de contención al agua del embalse, que fluye a través de la tubería hasta llegar a la sala de máquinas. Al llegar una serie de compuertas y rejillas regulan el caudal del agua y actúan como filtro, impidiendo que lleguen a las turbinas elementos externos que podrían dañarlas. Al llegar a las turbinas el agua, las hace girar y, al ser su eje solidario con el del alternador, hace girar también al alternador, el cuál genera una corriente alterna de alta intensidad y baja tensión, que a través de varios transformadores se convertirá en corriente de alta tensión y baja intensidad. Esta corriente está lista para enviarla a las líneas de transporte.

Las turbinas pueden ser de varios tipos, según los tipos de centrales: Pelton (saltos grandes y caudales pequeños), Francis (salto más reducido y mayor caudal), Kaplan (salto muy pequeño y caudal muy grande) y de hélice.

Rodete Francis para gran potencia (izquierda) y rueda Pelton de una central de EEUU (derecha).

El agua se transporta por unos conductos o tuberías forzadas, controlados con válvulas para adecuar el flujo de agua por las turbinas con respecto a la demanda de electricidad. El agua sale por los canales de descarga.

Tipos de CentralesTipos de Centrales

Centrales de Agua Fluente: No cuentan prácticamente con reserva de agua. En

la temporada de precipitaciones abundantes (de aguas altas), desarrollan su potencia máxima, y dejan pasar el agua excedente. Durante la época seca (aguas bajas), la potencia disminuye en función del caudal, llegando a ser casi nulo en algunos ríos en la época del estío.

Centrales de Agua Embalsada: Se alimenta del agua de grandes lagos o de

pantanos artificiales (embalses), conseguidos mediante la construcción de presas.

Centrales de Bombeo: Pueden ser de dos tipos, de turbina y bomba, o

de turbina reversible. La alimentación del generador que realiza el

bombeo desde aguas abajo, se puede realizar desde otra central hidráulica, térmica o nuclear.

Centrales de Media Presión: Aquellas que poseen saltos

hidráulicos de entre 200-20 metros aproximadamente. Utilizan caudales de 200m³/s por turbina,

en valles de media montaña, dependen de embalses.

Centrales de Alta Presión: Situadas en zonas de alta montaña, y aprovechan el agua de torrentes, por medio de conducciones de gran longitud.

Centrales de Baja Presión: Sus saltos hidráulicos son inferiores a 20

metros. Cada máquina se alimenta de un caudal que puede superar los 300m³/s.

VENTAJAS DE UNA CENTRAL VENTAJAS DE UNA CENTRAL HIDROELÉCTRICAHIDROELÉCTRICA

• No requiere combustible.• No contamina ni el aire ni el agua.• Los costos de mantenimiento y de explotación

son bajos.• Las obras de ingeniería para aprovechar la

energía tienen una duración muy larga.• Se tiene flexibilidad de operación.• Tiene bajo mantenimiento.• Da beneficios adicionales a la comunidad.

VENTAJASVENTAJAS

-Disponibilidad: Es un recurso inagotable, en tanto en cuanto el ciclo del agua perdure.

-"No contamina" (en la proporción que lo

hacen el petróleo, carbón, etc.): no emite gases "invernadero" ni provoca lluvia ácida, es decir, no contamina la atmósfera, por lo que no hay que emplear costosos métodos que limpien las emisiones de gases.

-Evita inundaciones por regular el caudal

-Produce trabajo a la temperatura ambiente: No hay que emplear sistemas de refrigeración o calderas, que consumen energía y, en muchos casos, contaminan, por lo que es más rentable en este aspecto.

-Almacenamiento de agua para regadíos

-Permite realizar actividades de recreo (remo, bañarse, etc)

INCONVENIENTESINCONVENIENTES-Las presas : obstáculos insalvables

Salmones y otras especies que tienen que remontar los ríos para desovar se encuentran con murallas que no pueden traspasar.

-Privación de sedimentos al curso bajo Los sedimentos se acumulan en el embalse

empobreciéndose de nutrientes el resto de río hasta la desembocadura.

-"Contaminación" del agua El agua embalsada no tiene las condiciones

de salinidad, gases disueltos, temperatura, nutrientes, y demás propiedades del agua que fluye por el río.

GENERACION DE ENERGÍA GENERACION DE ENERGÍA HIDROELÉCTRICA EN EL HIDROELÉCTRICA EN EL

MUNDOMUNDO

GENERACIÓN DE ENERGÍA POR GENERACIÓN DE ENERGÍA POR PLANTAS HIDROELÉCTRICAS EN PLANTAS HIDROELÉCTRICAS EN

MÉXICOMÉXICO

• Hay instaladas en el país 217 hidroeléctricas.

La capacidad de generación es de 9618 MW.

• En operación se cuenta con 78.

• El porcentaje de utilización es de 26.53%.

PRINCIPALES CENTRALES PRINCIPALES CENTRALES ELÉCTRICAS EN EL PAÍSELÉCTRICAS EN EL PAÍS

RED DE TRANSMISION RED DE TRANSMISION ELÉCTRICAELÉCTRICA

DEFINICIONDEFINICIONEnergía termoeléctrica a la forma de energía que resulta de liberar el agua por medio de un combustible para mover un alternador y producir energía eléctrica.•La energía termoeléctrica puede usar como combustibles productos fósiles como petróleo, carbón o gas natural (ciclo combinado), átomos de uranio, en el caso de la energía nuclear, y energía solar para la generación solar-termoeléctrica.

Las centrales térmicas utilizan de forma general combustibles fósiles, esto es, energías no renovables, como energía primaria; otro inconveniente que presentan es que emiten gases contaminantes a la atmósfera.

Esquema de funcionamiento de una central térmica

Combustible

Caldera Vapor

Agua

GeneradorTransformador

Torre de refrigeración

Línea de transmisión

Turbinas

• Central térmica:

• Energía primaria Carbón procedente de la mina

• Energía final Electricidad

La Central termoeléctrica es una instalación empleada a partir de la energía liberada. A diferencia de la térmica habitual, la termoeléctrica –o térmica de alta temperatura– agrupa un conjunto de tecnologías orientadas a producir electricidad y no calor. Se trata de un sistema de producción eléctrica muy nuevo que se halla en los inicios de su posible desarrollo comercial y que todavía opera de un modo prácticamente experimental.

FUENTES DE FUENTES DE ENERGÍAENERGÍA

• Fuente de energía no renovable y origen fósil

• Reservas probadas para 250 años a esta velocidad de consumo

• Las principales reservas se encuentran en E.U.A, Rusia y China

• Se aprovecha principalmente en centrales térmicas mediante su combustión, el calor liberado lo cede a un ciclo de vapor (ciclo Rankine) el cual pasa a través de una turbina generando electricidad.

• La eficiencia de estas centrales es aproximadamente un 35%

• Contaminación: emisión de CO2, partículas, SO2…

CARBÓN

¿Qué es una Central Térmica ?¿Qué es una Central Térmica ?• Una central Termoeléctrica es

una instalación en donde la energía mecánica que se necesita para mover el rotor del generador y, por tanto, obtener la energía eléctrica, se obtiene a partir del vapor formado al hervir el agua en una caldera. El vapor generado llega a las turbinas para que en su expansión sea capaz de mover los álabes de las mismas. Una Central Termoeléctrica Clásica se compone de una caldera y de una turbina que mueve el generador eléctrico. La caldera es el elemento fundamental y en ella se produce la combustión del carbón, fuel o gas.

ESQUEMAESQUEMA

CicloCicloEnergía Térmica Energía Mecánica

Energía Eléctrica

Bomba

VENTAJASVENTAJAS

Son las centrales más baratas de construir (teniendo en cuenta el precio por megavatio instalado), especialmente las de carbón, debido a la simplicidad (comparativamente hablando) de construcción y la energía generada de forma masiva.•Las centrales de ciclo combinado de gas natural son mucho más eficientes (alcanzan el 50%) que una termoeléctrica convencional, aumentando la energía eléctrica generada (y por tanto, las ganancias) con la misma cantidad de combustible, y rebajando las emisiones citadas más arriba en un 20%, 0,35 kg de CO2, por kWh producido.

DESVENTAJASDESVENTAJAS• El uso de combustibles fósiles genera emisiones de gases de efecto

invernadero y de lluvia ácida a la atmósfera, junto a partículas volantes (en el caso del carbón) que pueden contener metales pesados.

• Al ser los combustibles fósiles una fuente de energía finita, su uso está limitado a la duración de las reservas y/o su rentabilidad económica.

• Sus emisiones térmicas y de vapor pueden alterar el microclima local.• Afectan negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de

agua caliente en estos.• Su rendimiento (en muchos casos) es bajo (comparado con el rendimiento

ideal), a pesar de haberse realizado grandes mejoras en la eficiencia (un 30-40% de la energía liberada en la combustión se convierte en electricidad, de media).

CONSECUENCIAS DEL EFECTO CONSECUENCIAS DEL EFECTO INVERNADEROINVERNADERO

• El efecto invernadero es un fenómeno natural que ha desarrollado nuestro planeta para permitir que exista la vida y se llama así precisamente porque la Tierra funciona como un verdadero invernadero.

- Conocemos las consecuencias que podemos esperar del efecto invernadero :

-Aumento de la temperatura media del planeta. -Aumento de sequías en unas zonas e inundaciones en otras. -Mayor frecuencia de formación de huracanes. -Progresivo deshielo de los casquetes polares, con la

consiguiente subida de los niveles de los océanos. -Incremento de las precipitaciones a nivel planetario pero lloverá

menos días y más torrencialmente. -Aumento de la cantidad de días calurosos, traducido en olas de

calor.

GRACIAS POR SU ATENCIÓNGRACIAS POR SU ATENCIÓN