centrales hidroelectricas

5/22/2018 Centrales Hidroelectricas

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Universidad Nacional Federico VillarrealFacultad de Ingeniera Geogrfica, Ambiental y Ecoturismo

Escuela profesional de Ingeniera Geogrfica

Curso:GEOMORFOLOGIA- Prctica

Profesor:Ing. Hector H. Rabanal Reyes

Tema:

CENTRALES HIDROLECTRICAS

Integrante:-PEREZ SALAS, Jackeline Vanessa

- HUAMAN MORALES, Andrs

Aula: Gabinete de Topografa

Turno: TA

Ciclo: Sexto (3erao)

LIMA 31 de Octubre del 2012


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GEOMORFOLOGIA

INTRODUCCIN

La primera central hidroelctrica se construy en 1880 en Northumberland, GranBretaa. El renacimiento de la energa hidrulica se produjo por el desarrollo delgenerador elctrico, seguido del perfeccionamiento de la turbina hidrulica ydebido al aumento de la demanda de electricidad a principios del siglo XX. En1920 las centrales hidroelctricas generaban ya una parte importante de la

produccin total de electricidad.

La tecnologa de las principales instalaciones se ha mantenido igual durante elsiglo XX. Las centrales dependen de un gran embalse de agua contenido por unapresa. El caudal de agua se controla y se puede mantener casi constante. El aguase transporta por unos conductos o tuberas forzadas, controlados con vlvulas yturbinas para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad.El agua que entra en la turbina sale por los canales de descarga. Los generadoresestn situados justo encima de las turbinas y conectados con rboles verticales. Eldiseo de las turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis se utilizanpara caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para grandes

saltos y pequeos caudales.

La funcin de una central hidroelctrica es utilizar la energa potencial del aguaalmacenada y convertirla, primero en energa mecnica y luego en elctrica.

Un sistema de captacin de agua provoca un desnivel que origina una ciertaenerga potencial acumulada. El paso del agua por la turbina desarrolla en lamisma un movimiento giratorio que acciona el alternador y produce la corrienteelctrica.


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GEOMORFOLOGIA

INFORMACION GENERAL SOBRE LASCENTRALES HIDROELECTRICAS

Central Hidroelctrica:

En una central hidroelctrica se utilizaenerga hidrulica para lageneracin deenerga elctrica. Son el resultado actual de la evolucin de los antiguosmolinos que aprovechaban la corriente de los ros para mover una rueda.

En general, estas centrales aprovechan laenerga potencial gravitatoria que poseela masa de agua de uncauce natural en virtud de un desnivel, tambin conocidocomo salto geodsico.

El agua en su cada entre dos niveles del cauce se hace pasar por unaturbina

hidrulica la cual transmite la energa a ungenerador donde se transformaenenerga elctrica.

Las dos caractersticas principales de una central hidroelctrica, desde el punto devista de su capacidad de generacin de electricidad son:

- Lapotencia,que est en funcin del desnivel existente entre el nivel mediodel embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudalmximo turbinable, adems de las caractersticas de las turbinas y de losgeneradores usados en la transformacin.

-

Laenerga garantizada en un lapso de tiempo determinado, generalmenteun ao, que est en funcin del volumen til del embalse, y de la potenciainstalada.

Impacto ambiental de las centrales hidroelctricas:

Siempre se ha considerado que la electricidad de origen hidrulico es unaalternativa energtica limpia. Aun as, existen determinados efectos ambientalesdebido a la construccin de centrales hidroelctricas y su infraestructura.

La construccin de presas y, por extensin, la formacin de embalses, provocan

un impacto ambiental que se extiende desde los lmites superiores del embalsehasta la costa. Este impacto tiene las siguientes consecuencias, muchas de ellasirreversibles:
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_hidr%C3%A1ulicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Generaci%C3%B3n_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Generaci%C3%B3n_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Molinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_gravitatoriahttp://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADohttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_hidr%C3%A1ulicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_hidr%C3%A1ulicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencia_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Generador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_hidr%C3%A1ulicahttp://es.wikipedia.org/wiki/Turbina_hidr%C3%A1ulicahttp://es.wikipedia.org/wiki/R%C3%ADohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_gravitatoriahttp://es.wikipedia.org/wiki/Molinohttp://es.wikipedia.org/wiki/Generaci%C3%B3n_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Generaci%C3%B3n_de_energ%C3%ADa_el%C3%A9ctricahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_hidr%C3%A1ulica


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GEOMORFOLOGIA

- Sumerge tierras, alterando el territorio.

- Modifica el ciclo de vida de la fauna.

- Dificulta la navegacin fluvial y el transporte de materiales aguas abajo(nutrientes y sedimentos, como limos y arcillas).

- Disminuye el caudal de los ros, modificando el nivel de las capas freticas,la composicin del agua embalsada y el microclima.

Los costos ambientales y sociales pueden ser evitados o reducidos a un nivel

aceptable si se evalan cuidadosamente y se implantan medidas correctivas. Por

todo esto, es importante que en el momento de construir una nueva presa se

analicen muy bien los posibles impactos ambientales en frente de la necesidad de

crear un nuevo embalse.

Ventajas:

- No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energa,constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita.

- Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua.

- A menudo puede combinarse con otros beneficios, como riego, proteccincontra las inundaciones, suministro de agua, caminos, navegacin y anornamentacin del terreno y turismo.

- Los costos de mantenimiento y explotacin son bajos.

- Las obras de ingenieria necesarias para aprovechar la energa hidralicatienen una duracin considerable.

- La turbina hidralica es una mquina sencilla, eficiente y segura, que puede

ponerse en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilanciasiendo sus costes de mantenimiento, por lo general, reducidos.

Desventajas:

- Los costos de capital por kilovatio instalado son con frecuencia muy altos.

- El emplazamiento, determinado por caractersticas naturales, puede estarlejos del centro o centros de consumo y exigir la construccin de un sistemade transmisin de electricidad, lo que significa un aumento de la inversin yen los costos de mantenimiento y prdida de energa.

- La construccin lleva, por lo comn, largo tiempo en comparacin con la delas centrales termoelctricas.

- La disponibilidad de energa puede fluctuar de estacin en estacin y deao en ao.


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GEOMORFOLOGIA

Principales componentes de una Central Hidroelctrica

- La Presa

El primer elemento que encontramos en una central hidroelctrica es la presa oazud, que se encarga de atajar el ro y remansar las aguas.

Con estas construcciones se logra un determinado nivel del agua antes de la

contencin, y otro nivel diferente despus de la misma. Ese desnivel se aprovecha

para producir energa.

Las presas pueden clasificarse por el material empleado en su construccin en:

presa de tierra, presa de hormign.

- Tomas de Agua

La toma de agua de las que parten varios conductos hacia las tuberias, se hallan

en la pared anterior de la presa que entra en contacto con el agua embalsada.

Estas tomas adems de unas compuertas para regular la cantidad de agua que

llega a las turbinas, poseen unas rejillas metlicas que impiden que elementos

extraos como troncos, ramas, etc. puedan llegar a los labes y producir

desperfectos.

El canal de derivacin se utiliza para conducir agua desde la presa hasta las

turbinas de la central.

Generalmente es necesario hacer la entrada a las turbinas con conduccinforzada siendo por ello preciso que exista una cmara de presin donde termina el

canal y comienza la turbina.

Es bastante normal evitar el canal y aplicar directamente las tuberias forzadas a

las tomas de agua de las presas.

Debido a las variaciones de carga del alternador o a condiciones imprevistas se

utilizan las chimeneas de equilibrio que evitan las sobrepresiones en las tuberias

forzadas y labes de las turbinas. A estas sobrepresiones se les denomina "golpe

de ariete".

Cuando la carga de trabajo de la turbina disminuye bruscamente se produce unasobrepresin positiva, ya que el regulador automtico de la turbina cierra la

admisin de agua.

La chimenea de equilibrio consiste en un pozo vertical situado lo ms cerca

posible de las turbinas. Cuando existe una sobrepresin de agua esta encuentra

menos resistencia para penetrar al pozo que a la cmara de presin de las

turbinas haciendo que suba el nivel de la chimenea de equilibrio. En el caso de


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GEOMORFOLOGIA

depresin ocurrir lo contrario y el nivel bajar. Con esto se consigue evitar el

golpe de ariete.

Acta de este modo la chimenea de equilibrio como un muelle hidrulico o un

condensador elctrico, es decir, absorbiendo y devolviendo energa.

- Casa de mquinas

Es la construccin en donde se ubican las mquinas (turbinas, alternadores, etc.)

y los elementos de regulacin y comando.

TIPOS DE CENTRALES HIDROELECTRICAS

Segn su concepcin arquitectnica

-

Centrales al aire libre, al pie de la presa, o relativamente alejadas de esta.Estn conectadas por medio de una tubera en presin.

- Centrales en caverna, generalmente conectadas al embalse por medio de

tneles, tuberas en presin, o por la combinacin de ambas.

Represa de Itaipu, Brasil y Paraguay
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Itaipu_D%C3%A9cembre_2007_-_Vue_G%C3%A9n%C3%A9rale.jpg


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Segn su rgimen de flujo

Represa Simon Bolivar- Venezuela

Centrales de agua fluyente.

Tambin denominadascentrales de filo de aguaode pasada, utilizan parte del

flujo de un ro para generar energa elctrica. Operan en forma continua porque no

tienen capacidad para almacenar agua, no disponen de embalse. Turbinan el agua

disponible en el momento, limitadamente a la capacidad instalada. En estos casos

las turbinas pueden ser de eje vertical, cuando el ro tiene una pendiente fuerte u

horizontal cuando la pendiente del ro es baja.

Centrales de embalse.

Es el tipo ms frecuente de central hidroelctrica. Utilizan un embalse para

reservar agua e ir graduando el agua que pasa por la turbina. Es posible generar

energa durante todo el ao si se dispone de reservas suficientes. Requieren una

inversin mayor.

Centrales deregulacin.Almacenamiento del agua que fluye del ro capaz decubrir horas de consumo.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Guri_Dam_in_Venezuela.JPGhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Guri_Dam_in_Venezuela.JPG


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Centrales de bombeo o reversibles

Unacentral hidroelctrica reversible es una central hidroelctrica que adems de

poder transformar laenerga potencial del agua en electricidad, tiene la capacidad

de hacerlo a la inversa, es decir, aumentar la energa potencial del agua (por

ejemplo subindola a un embalse) consumiendo para ello energa elctrica. De

esta manera puede utilizarse como un mtodo de almacenamiento de energa

(una especie debatera gigante). Estn concebidas para satisfacer la demanda

energtica enhoras pico y almacenar energa enhoras valle.

Aunque lo habitual es que esta centrales turbinen/bombeen el agua entre dos

embalse a distinta altura, existe un caso particular llamadocentrales de bombeo

purodonde el embalse superior se sustituye por un gran depsito cuya nica

aportacin de agua es la que se bombea del embalse inferior.

Segn su altura de cada del agua

Centrales de alta presin

Que corresponden con elhigh head, y que son las centrales de ms de 200

m de cada del agua, por lo que sola corresponder con centrales

conturbinas Pelton.

Centrales de media presin

Son las centrales con cada del agua de 20 a 200 m, siendo dominante el

uso deturbinas Francis, aunque tambin se puedan usarKaplan.

Centrales de baja presin

Que corresponden con ellow head, son centrales con desniveles de agua

de menos de 20 m, siendo usadas las turbinas Kaplan.

Centrales de muy baja presin

Son centrales correspondientes con nuevas tecnologas, pues llega un

momento en el cul las turbinas Kaplan no son aptas para tan poco

desnivel. Seran en ingls lasvery low head, y suelen situarse por debajo

de los 4m..
http://es.wikipedia.org/wiki/Central_hidroel%C3%A9ctrica_reversiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Central_hidroel%C3%A9ctrica_reversiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Hora_puntahttp://es.wikipedia.org/wiki/Horas_vallehttp://es.wikipedia.org/wiki/Horas_vallehttp://es.wikipedia.org/wiki/Horas_vallehttp://es.wikipedia.org/wiki/Hora_puntahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bater%C3%ADa_(electricidad)http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Central_hidroel%C3%A9ctrica_reversiblehttp://es.wikipedia.org/wiki/Central_hidroel%C3%A9ctrica_reversible


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Otros tipos de centrales hidroelctricas

- Centrales mareomotrices

Utilizan el flujo y reflujo de las mareas.Pueden ser ventajosas en zonas costeras

donde las diferencias entre las mareas son amplias y las condiciones morfolgicas

de la costa permiten la construccin de una presa que corta la entrada y salida de

la marea en unabaha.Se genera energa tanto en el momento del llenado como

en el momento del vaciado de la baha.

- Centrales mareomotrices sumergidas.

Utilizan la energa de lascorrientes submarinas. En2002, enGran Bretaa se

implement la primera de estas centrales a nivel experimental.

Centrales que aprovechan el movimiento de las olas.

Este tipo de central es objeto de investigacin desde la dcada de los 80. A inicios

de agosto de1995, el "Ocean Swell Powered Renewable Energy (OSPREY)"

construy la primera central que utiliza la energa de las olas en el norte de Escocia.

La potencia de esta central es de 2 MW. Lamentablemente fue destruida un mes

ms tarde por un temporal.

Los tipos de turbinas que hay sonFrancis,Turgo,KaplanyPelton. Para la

transformacin de la energa mecnica en energa elctrica.
http://es.wikipedia.org/wiki/Mareahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mareahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bah%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bah%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_marinahttp://es.wikipedia.org/wiki/2002http://es.wikipedia.org/wiki/Gran_Breta%C3%B1ahttp://es.wikipedia.org/wiki/1995http://es.wikipedia.org/wiki/1995http://es.wikipedia.org/wiki/Escociahttp://es.wikipedia.org/wiki/Escociahttp://es.wikipedia.org/wiki/Escociahttp://es.wikipedia.org/wiki/1995http://es.wikipedia.org/wiki/Gran_Breta%C3%B1ahttp://es.wikipedia.org/wiki/2002http://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_marinahttp://es.wikipedia.org/wiki/Bah%C3%ADahttp://es.wikipedia.org/wiki/Marea


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CENTRAL HIDROELECTRICA GALLITO CIEGO

CENTRAL C.H. Gallito Ciego

EMPRESA CAHUA

UBICACIN:

Departamento CajamarcaProvincia ContumazDistrito YonanLocalidad Tembladera Casa de mquinas

Altitud (msnm) 307.3Sistema elctrico SEIN

TIPO DE GENERACIN:

Generacin HidrulicaGrupos 2Potencia instalada (MW) 37.4Potencia efectiva (MW) 38.14

Ao puesta servicio 1997 Reservorio Gallito Ciego

CARACTERSTICAS TCNICAS:

Salto neto (m) 83Caudal de diseo (m/s) 40Potencia de diseo (MW) 38Represa Gallito CiegoVolumen embalse (miles m) 500Ro JequetepequeTuberas 1 Sistema de compuertas

TURBINA:

Identificacin G-1 G-2Marca Hidro Vevey Hidro VeveySerie 2233 2232

Revoluciones (RPM) 400 400Potencia nominal (MW) 17 17Salto neto (m) 83 83Tipo Francis FrancisCaudal de diseo (m/s) 20 20

Ao fabricacin 1996 1996 Patio de llaves y casa de mquinasAo puesta servicio 1997 1997


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GENERADOR

Identificacion G-1 G-2Marca Siemens Siemens

Tipo/Modelo IDH-6035-3WF09Z IDH-6035-3WF09ZSerie SP-96-110,1470-1 SP-96-110,1470-2Revoluciones (RPM) 400 400Potencia aparente (MVA) 22 22Potencia nominal (MW) 18.7 18.7Potencia efectiva (MW) 19.07 19.07Tensin salida (kV) 10.5 10.5Corriente de salida (A) 1.1 1.1Factor de potencia 0.85 0.85Frecuencia (Hz) 60 60

Ao fabricacin 1996 1996

Ao puesta servicio 1997 1997Peso (kg) 45400 45400

TRANSFORMADOR

Denominacin TRAFO 1 TRAFO 2Marca Siemens Siemens Interior de casa de mquinasTipo/Modelo TLUN7448 TLUN7448Serie 305059 305080Tensin primaria (kV) 10.5 10.5Tensin secundaria (kV) 60 60

Potencia nominal (MVA) 25000 25000Frecuencia (Hz) 60 60

Ao fabricacin 1996 1996Ao puesta servicio 1997 1997Peso (kg) 33390 33390


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GEOMORFOLOGIA

CENTRAL HIDROELECTRICA SAN ANTONIO

CENTRAL C.H. San Antonio

EMPRESA CAHUA

UBICACIN

Departamento ArequipaProvincia CayllomaDistrito CayllomaLocalidad Caylloma

Altitud (msnm) 4390Sistema elctrico SEIN

Casa de mquinas

TIPO DE GENERACIN

Generacin HidrulicaGrupos 1Turbina 1Potencia instalada (MW) 0.62

CARACTERSTICAS TCNICAS

Salto neto (m) 27.5Caudal de diseo (m/s) 2.92Potencia de diseo (MW) 0.58Represa Pariguana Huarahuarco

Cmara de cargaVolumen represa (miles m) 16 000Ro CayllomaSistema de aduccin CanalTuberas 1

TURBINA

Identificacin G-1

Marca VoithRevoluciones (RPM) 600Potencia nominal (MW) 0.58Salto neto (m) 27.5Tipo FrancisEje HorizontalCaudal (m/s) 2.92 Vertedero de demasa

Ao fabricacin 1957


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GEOMORFOLOGIA

GENERADOR

Identificacin G-1

Marca AEG - CAVRevoluciones (RPM) 600Potencia aparente (MVA) 0.75Potencia nominal (MW) 0.624Tensin salida (kV) 0.46Corriente de salida (A) 650Factor de potencia 0.8Frecuencia (Hz) 50 Casa de Mquinas regulador de velocidad

TRANSFORMADOR

Denominacin T1Marca AEGTipo/Modelo JDU 801 / 20Serie FST 81/15240Relacin de tensin (kV) 15/0.46Potencia nominal (MVA) 0.8Intensidad (p/s)(A) 30.8/1005Frecuencia (Hz) 50Tensin de C.C. (%) 5.92Grupo de conexin Yd5

Ao fabricacin 1958

Turbina Francis

eje horizontal

Tablero de control del grupo en la sala mquinas

centrales hidroelectricas

Documents

caudal de agua

masa de agua

flujo de agua

centrales hidroelctricas

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