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Funcionamiento de Centrales Hidroeléctricas: Convertir Energía Hidráulica en Electricidad, Guías, Proyectos, Investigaciones de Termodinámica

El proceso de funcionamiento de centrales hidroeléctricas, desde la conversión de la energía potencial del agua en energía mecánica hasta su transformación en electricidad. Además, se presentan los diferentes tipos de centrales hidroeléctricas y sus características.

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2021/2022

Subido el 05/05/2022

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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO
Facultad de Ciencias
Ingeniería Química
Nombre: Alejandro Morales
Fecha: 28/04/2022
Semestre: Quinto “A”
Funcionamiento de centrales hidroeléctricas
Introducción
La energía hidroeléctrica
El agua es una de las fuentes de energía más antiguas utilizadas por el ser humano,
fundamental para la vida, la producción de alimentos y la higiene. Y también es el origen
de uno de los tipos de energía renovable más extendidos, la energía hidroeléctrica.
Si bien es la más antigua de todas las energías renovables, con el curso de los años la
innovación continua ha conseguido que las centrales hidroeléctricas sean cada vez más
eficientes. Gracias a la tecnología actual, alrededor del 90 % de la energía del agua se
puede convertir en electricidad, un porcentaje casi tres veces mayor que con las fuentes
convencionales.
El bajo impacto medioambiental y la alta eficiencia son dos de los factores que
contribuyen a un excelente rendimiento final cuyo resultado es que, de las centrales
renovables más grandes del mundo, las cinco primeras por energía producida reciban el
impulso de la fuerza del agua.
Marco Teórico
Las centrales hidroeléctricas convierten la energía del agua de los cursos de agua naturales
o artificiales en electricidad renovable. El proceso se desarrolla en varios pasos y se basa
en la conversión de la energía potencial contenida en la masa de agua situada a mayor
altura que las turbinas de la central.
Generalmente, esta operación involucra un elemento de contención llamado presa o
dique, que interrumpe el flujo de agua, creando un embalse que puede ser un depósito o
embalse. A través de obras de derivación, canales y túneles de derivación, el agua es
conducida a los canales de presión ya través de tuberías forzadas, es dirigida a las turbinas
hidroeléctricas gracias al uso de válvulas de entrada y dispositivos de regulación. caudal,
en función de la demanda energética. (Enel power, 2020)
El agua impulsa la turbina, que genera energía mecánica, y fluye desde la turbina hacia
el desagüe y, a través del desagüe, regresa al río. Directamente conectado a la turbina hay
un generador giratorio, que convierte la energía mecánica recibida por la turbina en
energía eléctrica. La electricidad obtenida de esta manera debe convertirse para su
transmisión a largas distancias, por lo que antes de verterse en las líneas de transmisión,
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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DE CHIMBORAZO

Facultad de Ciencias

Ingeniería Química

Nombre: Alejandro Morales Fecha: 28 /04/ Semestre: Quinto “A”

Funcionamiento de centrales hidroeléctricas

Introducción

La energía hidroeléctrica El agua es una de las fuentes de energía más antiguas utilizadas por el ser humano, fundamental para la vida, la producción de alimentos y la higiene. Y también es el origen de uno de los tipos de energía renovable más extendidos, la energía hidroeléctrica. Si bien es la más antigua de todas las energías renovables, con el curso de los años la innovación continua ha conseguido que las centrales hidroeléctricas sean cada vez más eficientes. Gracias a la tecnología actual, alrededor del 90 % de la energía del agua se puede convertir en electricidad, un porcentaje casi tres veces mayor que con las fuentes convencionales. El bajo impacto medioambiental y la alta eficiencia son dos de los factores que contribuyen a un excelente rendimiento final cuyo resultado es que, de las centrales renovables más grandes del mundo, las cinco primeras por energía producida reciban el impulso de la fuerza del agua.

Marco Teórico

Las centrales hidroeléctricas convierten la energía del agua de los cursos de agua naturales o artificiales en electricidad renovable. El proceso se desarrolla en varios pasos y se basa en la conversión de la energía potencial contenida en la masa de agua situada a mayor altura que las turbinas de la central. Generalmente, esta operación involucra un elemento de contención llamado presa o dique, que interrumpe el flujo de agua, creando un embalse que puede ser un depósito o embalse. A través de obras de derivación, canales y túneles de derivación, el agua es conducida a los canales de presión ya través de tuberías forzadas, es dirigida a las turbinas hidroeléctricas gracias al uso de válvulas de entrada y dispositivos de regulación. caudal, en función de la demanda energética. (Enel power, 2020) El agua impulsa la turbina, que genera energía mecánica, y fluye desde la turbina hacia el desagüe y, a través del desagüe, regresa al río. Directamente conectado a la turbina hay un generador giratorio, que convierte la energía mecánica recibida por la turbina en energía eléctrica. La electricidad obtenida de esta manera debe convertirse para su transmisión a largas distancias, por lo que antes de verterse en las líneas de transmisión,

la energía pasa a través de un transformador, lo que reduce la fuerza de la corriente producida por el generador giratorio. pero aumentó su voltaje. Una vez que llega al punto de uso, antes de que pueda ser utilizada, la energía es transferida nuevamente al transformador, el cual aumenta la potencia de la corriente y reduce su voltaje para que pueda ser utilizada para uso industrial, comercial o doméstico. (Enel power, 2020) Tipos de centrales hidroeléctricas Las centrales hidroeléctricas se dividen en tres macrocategorías, según el tipo de sistema que se utilice: centrales de agua fluyente, centrales de embalse y centrales de bombeo o reversibles. Centrales de agua fluyente En una planta de agua corriente, se utiliza la velocidad de flujo natural del río en dos niveles diferentes. El agua se entrega a la turbina a través de un túnel de derivación sin la ayuda de una tubería de presión. Por lo tanto, el poder de las plantas está determinado principalmente por la velocidad del agua de una capa a otra, los llamados saltos y el flujo de los ríos. Centrales de embalse En una central de embalse se utiliza un embalse aguas arriba, puede ser natural como un lago o se puede lograr construyendo una presa. El agua se transporta a través de las tuberías de presión de la presa a una turbina de agua, que gira para generar energía mecánica, que luego se convierte en energía eléctrica en un generador rotativo. Aguas abajo hay otro embalse donde el agua turbulenta que acaba de pasar por las turbinas se calma y retoma el flujo normal del río. A diferencia de un sistema de agua corriente, la presencia de embalses aguas arriba puede controlar el flujo de agua y, por lo tanto, la producción de electricidad renovable. Centrales de bombeo o reversibles Una central eléctrica de bombeo o reversible tiene dos embalses de diferente altura, uno aguas arriba y otro aguas abajo, este último actúa como reserva de energía. En momentos o momentos en que la demanda de energía es baja, el agua se bombea desde los embalses aguas abajo a los embalses aguas arriba a través de estaciones de bombeo, de modo que los momentos de alta demanda de energía puedan manejarse con seguridad. En algunas plantas, la naturaleza reversible de las turbinas Francis se puede utilizar para convertirlas en bombas y devolver el agua a los embalses aguas arriba. (Asociación Iberoamericana de Entidades Reguladoras de la Energía, 2021)

Distribución de energía

Primero se eleva su voltaje con la ayuda de los transformadores para que las líneas transportadoras sean lo más delgadas posibles y no se desperdicie demasiada energía, llegando a unas torres de alta tensión para que desde ahí se distribuyan en subestaciones para transformarla en una tensión más baja.

Factores como la lluvia, aire, ecosistemas, superficies de la tierra se deben considerar para que el resultado sea optimo en pro de un mundo con menos contaminación y menos destrucción de nuestros recursos naturales.

Bibliografía

 Asociación Iberoamericana de Entidades Reguladoras de la Energía. (2021). Centrales Eléctricas. Ariae. Recuperado el 29 de abril de 2022, de https://www.ariae.org/sites/default/files/2017- 05/Centrales%20Electricas%20.pdf  Enel power. (2020). Central hidroeléctrica. Enel Green Power. Recuperado el 29 de abril de 2022, de https://www.enelgreenpower.com/es/learning-hub/energias- renovables/energia-hidroelectrica/central-hidroelectrica