UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION

FACULTAD DE INGENIERÍA

E.F.P. DE INGENIERÍA CIVIL

CURSO:

DOCENTE:ALUMNOS:

Ing. YARASCA CÓRDOVA, Pedro

CENTRALES HIDROELÉCTRICAS

“PRODUCCIÓN HIDROELÉCTRICA”

SEMESTRE:

XSeptiembre - 2

015- ESTEBAN GUTIERREZ, Carlos- MATOS HERMITAÑO, Mirely- SACHAHUAMAN SOLORZANO, Noeli- VALENTIN TORIBIO, Angel 

1. DIFERENTES RECURSOS

HIDRÁULICOS

2. CONOCIMIENTOS

PREVIOS DE HIDRÁULICA

3. PARTES FUNDAMENTALES

4. PRINCIPALES HIDROELÉCTRICA

S EN EL MUNDO

UNIVERSIDAD NACIONAL DANIEL ALCIDES CARRION

FACULTAD DE INGENIERÍA

E.F.P. DE INGENIERÍA CIVIL

“PRODUCCIÓN HIDROELÉCTRICA”

I. DIFERENTES RECURSOS

HIDRÁULICOS

DIFERENTES RECURSOS HIDRÁULICOS

Los recursos hídricos son definidos por la UNESCO, como: recursos disponibles, en cantidad y calidad suficientes, en un lugar y en un período de tiempo apropiados para satisfacer una demanda identificable.

DIFERENTES RECURSOS HIDRÁULICOS

Se encuentran distribuidos en diversas partes alrededor del mundo, ya sea en mantos acuíferos subterráneos, ríos, lagos, lagunas, etc. Los recursos hídricos se pueden dividir en diferentes tipos, un ejemplo de ellos son:

Aguas salvajes.

Ríos

Aguas subterráneas

Aguas marinas

Glaciares

DIFERENTES RECURSOS HIDRÁULICOS

Aguas salvajes. • Son aquellas que no tienen cauce, ni curso, ni caudal fijo.

Su acción erosiva es muy diversa.

Ríos. • Los ríos son corrientes de agua continuas que tienen

cauce, curso y caudal fijo. Normalmente se divide en tres partes: curso alto, curso medio y curso bajo.

Aguas subterráneas. • Estas ese forman en los terrenos permeables )arena,

cretas, etc), al filtrarse el agua hasta una capa impermeable. También se llaman acuíferos, capas freáticas o mantos de agua. Si se perfora se obtiene un pozo ordinario.

DIFERENTES RECURSOS HIDRÁULICOS

Aguas marinas.• El agua del mar está en continuo movimiento, lo que

provoca las corrientes marinas, las olas y las mareas.

Glaciares. • La acción geológica del agua en estado ólido se

realiza por un alud o un glaciar. Un alud es una gran masa de nieve que resvala por las laderas de las montañas altas. Un glaciar es una gran masa de hielo que se desliza por las laderas de las montañas.

II. CONOCIMIENTOS PREVIOS DE HIDRÁULICA

CONOCIMIENTOS PREVIOS DE HIDRÁULICA

PERMITE

La ingeniería hidráulica permite, en el diseño de un aprovechamiento de pequeña hidráulica:

Optimizar las infraestructuras para reducir las pérdidas de energía

Diseñar los aliviaderos para que puedan dar paso a las avenidas previsibles

Diseñar las infraestructuras que disipen la energía del vertido

Controlar la erosión producida por la energía del agua

Controlar fenómenos tales como:

Inestabilidad en las conducciones de agua debido a turbulencias

Entrada de aire en conductos cerrados

El golpe de ariete en conductos cerrados

Cavitación

Estudiar los fenómenos de sedimentación, entre otros para eliminar las partículas de pequeño tamaño que pueden dañar los equipos de producción

CONOCIMIENTOS PREVIOS DE HIDRÁULICA

Regímenes transitorios. Cuando se produce un cambio brusco de régimen en una tubería - debido por ejemplo al cierre rápido de una válvula - la fuerza generada por el cambio de velocidad de la masa de agua implicada en el fenómeno puede producir un incremento de presión en el tubo que aunque transitorio, es de un orden de magnitud muy superior al de la presión hidrostática.

CONOCIMIENTOS PREVIOS DE HIDRÁULICA

Circulación del agua en canales abiertos. Por oposición a los conductos cerrados, en los que el agua llena el conducto, en un canal abierto siempre existe una superficie libre. En general en un canal la superficie libre del agua está a la presión atmosférica, normalmente considerada como referencia de presión cero.

CONOCIMIENTOS PREVIOS DE HIDRÁULICA

Registros de datos hidrológicos. En todos los países de Europa existen organismos especialmente dedicados a la recogida y gestión de datos hidrológicos y climáticos de distintos tipos, cada uno de ellos utilizables en la evaluación del potencial hidráulico del sitio escogido para el aprovechamiento.

CONOCIMIENTOS PREVIOS DE HIDRÁULICA

Medición directa del caudal. Si no existen series temporales para el tramo de río en estudio, y se dispone de tiempo para ello, se pueden medir los caudales a lo largo de un año como mínimo ya que una serie de medidas instantáneas.

Medición del área y la velocidad. Un método convencional empleado en ríos grandes y medianos consiste en medir la sección transversal del río, en un punto dado, y la velocidad media de la corriente de agua que la atraviesa. Para ello hay que contar, aguas abajo de un tramo recto de razonable longitud, en lo que se conoce como .sección de control, donde se pueda establecer, de una manera fiable, una relación entre alturas de lámina de agua y caudales.

CONOCIMIENTOS PREVIOS DE HIDRÁULICA

Aforo por dilución. Los métodos de dilución resultan particularmente idóneos para los pequeños arroyos de montaña, donde debido a la rapidez de la corriente y a la escasa profundidad del cauce no se puede utilizar con éxito un molinete. Para calcular el caudal se inyecta en el curso de agua una solución de un producto químico, de concentración conocida y aguas abajo, a una distancia suficiente para que el producto se haya mezclado completamente se recogen las muestras de agua.

CONOCIMIENTOS PREVIOS DE HIDRÁULICA

Régimen de caudales. Los resultados de una serie temporal de caudales, aforados durante algunos años, solo serán útiles si se organizan de alguna forma.

Hidrograma. Una manera de ordenarlos es representarlos secuencialmente en lo que se denomina un hidrograma (caudales contra tiempo).

CONOCIMIENTOS PREVIOS DE HIDRÁULICA

Curvas de caudales clasificados en tramos no aforados. Si no existen series fiables de caudales para el tramo escogido, ni para tramos de ríos cercanos con características similares que permitirían obtenerlas por la relación de áreas de cuencas de captación e intensidad de precipitaciones, habrá que recurrir a la hidrología que utiliza las características fisiográficas de la cuenca de captación.

Cuenca de captación. Una cuenca de captación es un territorio geográfico cuyos límites son las crestas de las montañas, que en realidad constituyen las divisorias de aguas.

Muchas Gracias…

Definición de una central hidroeléctrica

- En una central hidroeléctrica se utiliza energía hidráulica para la generación de energía eléctrica.-En general, estas centrales aprovechan la energía potencial gravitatoria que posee la masa de agua de un cauce natural en virtud de un desnivel, también conocido como «salto geodésico». En su caída entre dos niveles del cauce, se hace pasar el agua por una turbina hidráulica que transmite energía a un generador donde se transforma en energía eléctrica

Krasnoyarsk, Rusia

1.2.ENERGÍA HIDROELÉCTRICA Las plantas hidroeléctricas aprovechan los

caudales y caídas de agua. Todo comienza cuando el sol calienta las masas de agua, de su evaporación se forman nubes y eventualmente lluvia que fluye a través de caudalosos ríos. El agua en estos ríos tiene una enorme cantidad de energía mecánica potencial, y para aprovechar esta energía se seleccionan cauces de ríos que tienen algunas características importantes que incluyen amplio caudal de agua y diferencias importantes de altura en corta distancia.

El ciclo hidrológico continua con la formación de arroyuelos y ríos que descienden desde las montañas a las llanuras y mar, completándose de esta manera el ciclo termodinámico (caldera: sol; condensador: atmósfera). En este recorrido del agua de los ríos es posible aprovechar parte de la energía que posee y obtener trabajo útil, que de otra manera se perdería en rozamientos.

En efecto en un punto determinado del río el agua posee energía cinética y energía potencial; la primera es pequeña comparada con la segunda, ya que raramente excede los 20 J/kg, mientras que la energía potencial puede superar los 3000 J/kg.

1.3. CICLO DE LA ENERGIA HIDRAULICA

En los cursos naturales de agua, la energía hidráulica se disipa en remolinos, erosión de las riberas y cauces, choques y arranque de material de las rocas sueltas y en los ruidos del torrente etc. Para extraer esta energía y convertirla en energía mecánica utilizable, es preciso eliminar las pérdidas naturales creando un cauce artificial donde el agua fluya con pérdidas mínimas y finalmente, convertir la energía potencial disponible en energía mecánica por medio de máquinas apropiadas como turbinas o ruedas hidráulicas.

Aprovechamiento de la energía hidráulica La energía hidroeléctrica debe su mayor desarrollo al ingeniero civil

británico John Smeaton, que construyó por primera vez grandes ruedas hidráulicas de hierro fundido. La hidroelectricidad tuvo mucha importancia durante la Revolución Industrial; impulsó a las industrias textiles y del cuero y los talleres de construcción de máquinas a principios del siglo XIX. Aunque las máquinas de vapor ya estaban perfeccionadas, el carbón era escaso y la madera poco satisfactoria como combustible

La energía hidráulica ayudó al crecimiento de las nuevas ciudades industriales que se crearon en Europa y América hasta la construcción de canales a mediados del siglo XIX, que proporcionaron carbón a bajo precio. Las presas y los canales eran necesarios para la instalación de ruedas hidráulicas sucesivas cuando el desnivel era mayor de cinco metros. La construcción de grandes presas de contención todavía no era posible; el bajo caudal de agua durante el verano y el otoño, unido a las heladas en invierno, obligaron a sustituir las ruedas hidráulicas por máquinas de vapor en cuanto se pudo disponer de carbón.

En muchos aprovechamientos es posible reducir a un mínimo estas pérdidas hidráulicas, y la altura de salto así recuperada aprovecharse en la central hidroeléctrica. Para ello existen fundamentalmente dos métodos:

A) Desviación de la corriente

El primer método consiste en derivar el caudal del río desde el punto A a lo largo de la ladera siguiendo un recorrido con una ligera pendiente respecto de las líneas de nivel hasta el punto B en donde arrancan unas tuberías que llevan el agua hasta la central situada en el punto C El recorrido del agua en este caso va desde el punto A a través de la superficie del lago hasta la toma de agua situada cerca de la presa en el punto B', y de aquí a las turbinas que se encuentran en la casa de máquinas o central (punto C).

B)interceptación de la corriente con un dique o presa

El segundo método de aprovechamiento consiste en interceptar la corriente del río mediante una presa, con lo que se eleva el nivel del rio, disminuyen la velocidad media de la corriente y las perdidas. La construcción de la presa se hace aprovechando las zonas angostas del cauce, para cerrar el valle, logrando de esta forma obtener un reservorio, embalse o lago artificial.

SISTEMAS HIDROELÉCTRICOSMagnitudes hidráulicas

La potencia eléctrica que se obtiene en una central es directamente proporcional a la altura del salto de agua y al caudal instalado. Estas magnitudes son fundamentales a la hora de plantear la instalación de una planta de producción hidroeléctrica por lo que es importante definir algunos términos:

1. Cota

2. Salto de agua: salto bruto, salto útil, y salto neto

3. Caudal

Se denomina caudal instalado o turbinado de una central al caudal total que absorberán todas las turbinas instaladas en su funcionamiento normal (suma de los caudales nominales de todas las turbinas) este caudal no puede ser ni el caudal máximo registrado en el lugar, ni el caudal mínimo. En el primer caso el rendimiento de la central seria bajo al funcionar las turbinas durante mucho tiempo lejos del régimen nominal, que generalmente es el de máximo rendimiento; siendo además mayor el costo de una central con equipo sobre dimensionado; en el segundo caso quedaría sin utilizar durante mucho tiempo gran parte del caudal disponible.

La hidrógrafa es la curva que tiene por abscisas los días del año y como ordenada los caudales. La hidrógrafa que se muestra se ha trazado con los caudales medidos en un lugar de un río, día tras día de un año determinado.

CLASIFICACIÓN DE LAS CENTRALES HIDROELÉCTRICASa) Clasificación según el tipo de embalse.

Centrales de agua fluyente o centrales sin embalse:

Centrales de acumulación por bombeo.

Centrales mareomotrices

Centrales con embalse o de regulación

Clasificación según la altura neta del salto Saltos de pequeña altura.

Saltos de gran altura..

Clasificación según la potencia instaladaCentrales de pequeña potencia

Centrales de media potencia:

Centrales de gran potencia:

Clasificación según el sistema de explotación.Centrales coordinadas:

Centrales aisladas o independientes:

Clasificación según la demanda a que satisfacen.Centrales de base:

Centrales de punta:

Clasificación según el tipo de embalse.

Centrales de agua fluyente o centrales

sin embalse:

Estas centrales se construyen en los sitios en donde la energía hidráulica disponible se puede

utilizar directamente para accionar las turbina y en donde,

de no existir la central, esta energía se desperdiciaría

Centrales con embalse o de

regulación

Estos aprovechamientos hidroeléctricos tienen la

posibilidad de almacenar las aportaciones de un río

mediante la construcción de un embalse. En estas centrales se regulan los caudales de salida

para ser turbinados en el momento que se precisen. .

Centrales mareomotrices

Estas centrales utilizan la energía de las mareas, o sea las diferencias de energía potencial que

adquiere el agua del mar en marea alta y baja denominada amplitud de la marea. Esta amplitud varia a través del año en las diferentes costas del planeta. En marea alta el agua se acumula y en

marea baja se turbina.

Centrales de acumulación por

bombeo.

Disponen de dos embalses situados a diferente nivel. Cuando la demanda de energía eléctrica alcanza su máximo

nivel a lo largo del día, el agua, almacenada en el embalse superior, hace girar el rodete de la turbina asociada a un alternador funcionando como una central

convencional generando energía.

Clasificación según la altura neta del salto

Saltos de pequeña altura.- Terreno- Influjo preponderante del caudal en la potencia

- Tipo de embalse- Alimentación de agua a la central

- Construcción del salto- Tipo de turbina:

- Costo

Saltos de gran altura.- Terreno- Tipo de embalse

- Alimentación de agua a la central- Construcción de salto

- Tipo de turbina- Costo:

Clasificación según la potencia instalada

Los límites de esta clasificación son convencionales y relativos según las posibilidades hidroeléctricas de cada país o región. Desde el punto de vista europeo se pueden establecer así:

Microcentrales: Pa < 100 KW

Centrales de pequeña potencia: 100 = Pa < 1000 KW.

Centrales de media potencia: 1000 = Pa < 10,000 KW.

Centrales de gran potencia: Pa = 10,000 KW.

La propuesta de clasificación para Centroamérica es la que sigue:

Clasificación Rango de Tamaño

Nano Vatios hasta 1 kW

Pico 1 kW hasta 10 kW

Micro 10 kW hasta 50 kW

Mini 50 kW hasta 1000 kW

Pequeñas 1 MW hasta 5 MW

Mediana 5 MW hasta 30 MW

Grande Arriba de 30 MW

Clasificación según el sistema de explotación.

Centrales aisladas o independientes

Alimentan una red de consumo particular sin conexión a una red general alimentada por

otras centrales.

Centrales coordinadas:Alimentan una red general de consumo junto a otras centrales, ya sea térmicas de combustibles fósiles o geotérmicas. La tendencia moderna es a la unificación de la red nacional con interconexión a la red de otros países y conexión a esta red de

todas las centrales incluso las más pequeñas

Clasificación según la demanda a que satisfacen.

Centrales de base: Proporcionan la parte de energía que se consume de forma permanente en el

sistema.Funcionan con un régimen muy uniforme a

largo del año, salvo los períodos de reparación o revisión.

Centrales de punta: Suministran la energía necesaria para atender las puntas de consumo, es decir, las grandes demandas de energía

que sólo se presentan unas pocas horas al día.Las centrales con embalse presentan la máxima

flexibilidad, y sirven como centrales de base o como centrales de punta, según la época del año y de acuerdo

a si el año es lluvioso o seco. Las centrales de agua fluyente pueden utilizarse como centrales de base, si el

caudal mínimo del río es igual o mayor que el caudal necesario; pero de ordinario las centrales de agua

fluyente son centrales de carga punta.

CRITERIOS DE DISEÑO DE UNA CENTRAL

Estudio hidrológico

Se recopilarán datos de caudales relativos a una cantidad

suficiente de años hidrológicos que servirán para hacer una

clasificación en años muy húmedos, húmedos, normales o

medios, secos y muy secos

Este estudio es necesario para determinar la potencia que se debe instalar en la

central. Los datos se obtendrán de las estaciones

de aforo presentes en la demarcación escogida.

Caudal y salto

Una vez realizada la curva de caudales clasificados para el año de referencia, se procede a calcular el

caudal nominal de la máquina.

II. PARTES FUNDAMENTALES DEL

CENTRAL HIDRAHULICA

Toda central hidroeléctrica transforma la energía potencial del agua acumulada en el embalse en energía

eléctrica a través del alternador.

Las diferentes transformaciones de energía que se producen son:

CENTRAL HIDROELECTRICA

SEGÚN EL VALOR DE LA POTENCIA

GENERADA SEA SUPERIOR O INFERIOR A 10

MW, HABLAMOS DE MINI HIDRÁULICA O DE

HIDRÁULICA.

1.PRESA. Su misión es conseguir el salto de agua, desviar caudales y/o almacenamiento de agua utilización

hidroeléctrica. La elección del tipo de presa depende de la configuración del valle y de las características

mecánicas del terreno.

PRINCIPALES COMPONENTES DE UNA CENTRAL

HIDROELÉCTRICA

TIPOS DE PRESAS POR SU FORMA DE TRABAJO

.

-DE GRAVEDAD: SU PROPIO

PESO SIRVE PARA

CONTRARRESTAR EL EMPUJE

DEL AGUA. SUELE SER RECTA O

CÓNCAVA. ES EL TIPO MÁS

CARO.DE BÓVEDA: LA PRESIÓN DEL AGUA SE TRANSMITE A

LAS LADERAS DE LA MONTAÑA. SUELE SER

CONVEXA, DE MODO QUE, CUANTO MÁS EMPUJA EL

AGUA DEL EMBALSE, MÁS SE CLAVAN LOS LADOS DE

LA PRESA EN LAS LADERAS DE LA MONTAÑA. SON

PRESAS MÁS PEQUEÑAS, Y BARATAS.

1.2. TIPO DE PRESAS DEACUERDO AL MATERIAL .

PRESA DE HORMIGÓN

CON ÉSTE MATERIAL SE PUEDEN ELABORAR CONSTRUCCIONES MÁS ESTABLES Y

DURADERAS; DEBIDAS A QUE SU CÁLCULO ES DEL TODO FIABLE FRENTE A LAS

PRODUCIDAS EN OTROS MATERIALES.

NORMALMENTE, TODAS LAS PRESAS DE TIPO GRAVEDAD, ARCO Y CONTRAFUERTE ESTÁN

HECHAS DE ESTE MATERIAL.

PRESAS DE TIERRA: SON LAS MÁS UTILIZADAS EN LOS PAÍSES SUBDESARROLLADOS YA

QUE SON MENOS. SON AQUELLAS QUE CONSISTEN EN UN RELLENO DE TIERRAS, QUE

APORTAN LA RESISTENCIA NECESARIA PARA CONTRARRESTAR EL EMPUJE DE LAS AGUAS.

LOS MATERIALES MÁS UTILIZADOS EN SU CONSTRUCCIÓN SON PIEDRAS, GRAVAS,

ARENAS, LIMOS Y ARCILLAS. ESTE TIPO DE PRESAS TIENEN COMPONENTES MUY

PERMEABLES, POR LO QUE ES NECESARIO AÑADIRLES UN ELEMENTO IMPERMEABILIZANTE

ESTE ELEMENTO PUEDE SER ARCILLA (EN CUYO CASO SIEMPRE SE UBICA EN EL CORAZÓN

DEL RELLENO) O BIEN UNA PANTALLA DE HORMIGÓN, LA CUAL SE PUEDE CONSTRUIR

TAMBIÉN EN EL CENTRO DEL RELLENO O BIEN AGUAS ARRIBA.

LOS ALIVIADEROS: son elementos vitales de la presa que tienen como misión liberar parte

del agua detenida sin que esta pase por la sala de máquinas.

se encuentran en la pared principal de la presa y pueden ser de fondo o de superficie.

TOMA DE AGUA: las tomas de agua son construcciones adecuadas que permiten recoger el

líquido para llevarlo hasta las máquinas por medios de canales o tuberías. La toma de agua de

las que parten de la presa que entra en contacto con el agua embalsada.

o Usan compuertas para regular la cantidad de agua que llega a las turbinas

o poseen unas rejillas metálicas

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

turbinas de la central

o exista una cámara de presión donde termina el canal y comienza la turbina.

o utilizan las chimeneas de equilibrio que evitan los "golpe de ariete“ en las

tuberías forzadas y álabes de las turbinas

CÁMARA DE PRESIÓN: es el punto de unión del canal de derivación con la tubería de presión.

En esta cámara se instala la chimenea de equilibrio.

GALERÍA DE CONDUCCIÓN. el agua circula debido a los ligerísimos desniveles entre sus

extremos (velocidades pequeñas). hechas de hormigón con juntas de dilatación para

contrarrestar el efecto de los cambios de temperatura.

TUBERÍA DE PRESIÓN O FORZADA. también llamada tubería forzada, se encarga de

conducir el agua hasta la cámara de turbinas. las tuberías de este tipo se construyen de

diferentes materiales acero, cemento-amianto y hormigón armado.

CHIMENEA DE EQUILIBRIO. amortigua el golpe de ariete. el agua fluctúa en ella según la

presión en las conducciones. se sitúan en la zona de unión de las galerías de conducción y las

tuberías forzadas.

PARQUE DE TRANSFORMADORES. los alternadores actuales generan energía eléctrica a

tensión inferior a 20 000 v. en estas condiciones se producirían pérdidas de tensión en el

transporte a largas distancias. Por la cual se tiene que aumentar la tensión y que esto se lleva

a cabo en el parque de transformadores.

CÁMARA DE TURBINAS: es la zona donde se instalan las turbinas y los alternadores.

TURBINA

es una máquina compuesta esencialmente por un rodete con álabes o palas unidos a un eje central giratorio (velocidad de giro superior a 1000 r.p.m)

Su misión es transformar la energía cinética del agua en energía cinética de rotación del eje.

ALTERNADOR

es la prolongación del eje de la turbina, se encarga de transformar la energía cinética de rotación de éste en energía eléctrica.

ELEMENTOS BÁSICOS DE UNA TURBINA

Canal de admisión: Conducto por donde penetra el agua

Distribuidor: Paredes perfiladas que permiten encauzar el agua hacia el elemento móvil

Rodete: Dispositivo portador de los álabes, perfilados para que absorban con la mayor eficacia posible la energía cinética del agua

Según las características del salto de agua, se emplean tres tipos

La rueda Pelton

La turbina Francis

La de hélice o turbina Kaplan

SEGÚN EL SALTO DE AGUA SE ELIGIRAN EL TIPO DE TURBINA

Centrales de alta presión. Saltos grandes (> 300 m.), pequeños caudales

desalojados (20m3/s). Turbinas Pelton y Francis que reciben agua

mediante tuberías de gran longitud. Zonas de alta montaña

• Centrales de media presión. Saltos y caudales medios (15-300 m. y

200m3/s). Turbinas Pelton, Francis y Kaplan. Embalses grandes.

Centrales de baja presión. Saltos pequeños (< 15 m.), gran caudal

(>300m3/s). Turbinas Kaplan o Francis. Valles amplios de baja montaña.

TURBINAS PELTON

Se trata de una turbina de impulsión diseñada para aprovechar el agua

que llega con una gran presión. El agua conducida por una tubería sale

con gran fuerza por bocas de diámetros más pequeño, golpeando las

paletas del rotor de la turbina y haciéndolo girar a gran velocidad. Es la

turbina más usada en las centrales hidroeléctricas.

Inyector.

Cámara de distribución.

Distribuidor.

Rodete.

TURBINA FRANCIS

• Turbina de media presión. Dispone de un eje vertical y su rodete está

constituido por paletas alabeteadas. El agua es conducida hasta la

periferia del rodete por un distribuidor y se evacua por un canal que sale

a lo largo del eje. Rendimiento 90%

• Este tipo de turbinas puede funcionar sumergido en el agua y se emplea

en saltos de alturas comprendidas entre los 20 y 200 m.

•

TURBINA KAPLAN:

Turbina de presión. Es una variante de la turbina Francis y, como ésta,

también dispone de un eje vertical. Su rodete está formado por una hélice

de palas orientables, (generalmente 4 o 5) lo que permite mejorar su

rendimiento y disminuir el tamaño del alternador.

Tiene una eficiencia entre el 93 y el 95%. Se emplea en saltos de altura

inferior a 20 m y puede llegar a trabajar eficazmente con saltos de sólo 5

m.

CASA DE MÁQUINASes la construcción en donde se ubican las máquinas (turbinas, alternadores, etc.) y los

elementos de regulación y comando.en la figura siguiente tenemos el corte esquemático de una central de caudal elevado y

baja caída. la presa comprende en su misma estructura a la casa de máquinas.

1. Embalse2. Presa de contención3. Entrada de agua a las máquinas (toma), con reja4. Conducto de entrada del agua5. Compuertas planas de entrada, en posición "izadas".6. Turbina hidráulica7. Alternador8. Directrices para regulación de la entrada de agua a turbina9. Puente de grúa de la sala de máquinas.10. Salida de agua (tubo de aspiración11. Compuertas planas de salida, en posición "izadas"12. Puente grúa para maniobrar compuertas de salida.13. Puente grúa para maniobrar 14. compuertas de entrada.

CASA DE MÁQUINASen la figura siguiente mostramos el croquis de una central de baja caída y alto caudal,

como la anterior, pero con grupos generadores denominados "a bulbo", que están totalmente sumergidos en funcionamiento.

1. Embalse2. Conducto de entrada de agua3. Compuertas de entrada "izadas" 4. Conjunto de bulbo con la turbina y el alternador5. Puente grúa de las sala de máquina6. Mecanismo de las compuertas de salida7. Compuerta de salida "izada"8. Conducto de salida

CASA DE MÁQUINAScentral de caudal mediano y salto también mediano, con la sala de

máquinas al pie de la presa.el agua ingresa por la toma practicada en el mismo dique, y es llevada hasta las turbinas por medio de conductos metálicos embutidos en el

dique.

1. Embalse2. Toma de agua3. Conducto metálico embutido en la presa4. Compuertas de entrada en posición de izada5. Válvulas de entrada de agua a turbinas6. Turbina7. Alternador8. Puente grúa de la central9. Compuerta de salidas "izada"10. Puente grúa para izada de la compuerta de salida11. Conducto de salida

1. Conducto forzado desde la chimenea de equilibrio

2. Válvula de regulación y cierre

3. Puente grúa de sala de válvulas

4. Turbina

5. Alternador

6. Puente grúa de la sala de máquinas

7. Compuertas de salida, en posición "izadas"

8. Puente grúa para las compuertas de salida

9. Conducto de salida

En la figura siguiente tenemos el esquema de una central de alta presión y bajo caudal. Este tipo de sala de máquinas se construye alejada de la presa.El agua llega por medio de una tubería a presión desde la toma, por lo regular alejada de la central, y en el trayecto suele haber una chimenea de equilibrio.La alta presión del agua que se presenta en estos casos obliga a colocar válvulas para la regulación y cierre , capaces de soportar el golpe de ariete.

CENTRALES HIDROELECTRICAS EN EL MUNDO

1. Presa de las Tres

GargantasPaís: China

2. Represa de Itaipú

3. Presa de Guri (Central Hidroeléctrica Simón Bolívar)

4. Presa de Tucuruí

5. Presa Grand Coulee

6. Central Hidroeléctrica de Longtan

7. Central Hidroeléctrica de Krasnoyarsk

8. Central Hidroeléctrica de Robert-bourassa

9. Central Hidroeléctrica de Churchill Falls

10. Central hidroeléctrica de Bratsk

CENTRALES HIDROELECTRICAS EN EL PERU

MANTARO, CENTRO 886.0 MW

HUINCO, CENTRO 247.3 MW

CHARCANI V, SUR 144.6 MW

CAÑON DEL PATO, NORTE 263.5 MW

MACHUPICCHU SUR 88.8 MW

La Central Hidroeléctrica del Mantaro es la más

grande e importante del Perú. Esta majestuosa obra

está ubicada en el distrito de Colcabamba, provincia

de Tayacaja. Produce 798 Mw, con una caída neta de

748 m también con turbinas Pelton y representa

aproximadamente el 40% de la energía del país y

alimenta al 70% de la industria nacional que está

concentrada en Lima.

1. CENTRAL HIDROELECTRICA DEL MANTARO(Santiago Antúnez de Mayolo)

COMPONENTES PRINCIPALES DEL CENTRAL HIDROELECTRICA DEL MANTARO:

1. LA REPRESA DE TABLACHACA: posibilita el

almacenamiento y regulación de las aguas tomadas del río

Mantaro.

2. EL TÚNEL DE ADUCCIÓN: tiene una longitud aproximada

de 18,830 metros entre la toma y la cámara de válvulas.

3. LA CASA DE MÁQUINAS: ubicada sobre la margen

izquierda del río Colcabamba. Contiene siete turbinas tipo

Pelton, de eje vertical, de cuatro chorros, 114 MW, 450 rpm.,

accionadas por un salto hidráulico de 820 m. Los

transformadores (22 en total) son monofásicos de 13.8/220 kV,

y están ubicados en la parte exterior del edificio de la casa de

máquinas.

CENTRAL SANTIAGO ANTÚNEZ DE MAYOLO

EMPRESA ELECTROPERUTIPO DE CENTRAL HIDRAULICAUBICACIÓN  DEPARTAMENTO HUANCAVELICA PROVINCIA TAYACAJADISTRITO COLCABAMBALOCALIDAD CAMPO ARMIÑOALTITUD 1840 msnm

TIPO HIDRAULICA DE EMBALSEFUENTE DE AGUA RIO MANTAROPOTENCIA

EFECTIVA886.0 MW

NÚMERO DE UNIDADES

7

PUESTA EN SERVICIO

1973

2. HUINCO, CENTRO 247.3 MW

En Lima. Inaugurada en 1964, utiliza las aguas del río

Santa Eulalia. Tiene una capacidad instalada de 247.3

MW. Es una obra maestra de la ingeniería, pues para

instalarla se tuvo que construir una gigantesca caverna en

el interior de la montaña, de 108 metros de largo, 31 de

ancho y 24 de alto.

Para llegar a ella se debe recorrer una galería de

acceso de 858 metros de largo. En la parte central de la

caverna está la sala de máquinas, al lado derecho los

transformadores y cables de 220 KV, y al lado izquierdo

la sección hidráulica con las válvulas. Debajo de esta

última se halla el túnel de descarga. Fue la central más

grande del país hasta que se construyó la del Mantaro.

CENTRAL HUINCOEMPRESA EDEGELTIPO DE CENTRAL HIDRAULICAUBICACIÓN  DEPARTAMENTO LIMA PROVINCIA HUAROCHIRIDISTRITO SAN PEDRO DE CASTALOCALIDAD SAN PEDRO DE CASTAALTITUD 1878 msnm

TIPO HIDRAULICA DE EMBALSEFUENTE DE AGUA RIO SANTA EULALIAPOTENCIA

EFECTIVA247.3 MW

NÚMERO DE UNIDADES

4

PUESTA EN SERVICIO

1964

3. CHARCANI V, SUR 144.6 MW

El caudal de diseño de esta central hidroeléctrica es de 14

m3/s, en la visita técnica se encontraba con aproximado 8.33 m

Cuenta con tres generadores marca Alsthom Atlantic, tipo

RYV 366.153 y con una potencia de 57 000 kVA cada uno, para una

tensión nominal de 13 800 V esto se llega en el patio de llaves

empleando el efecto joule. Se conoce como efecto Joule al fenómeno

irreversible por el cual si en un conductor circula corriente eléctrica,

parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor

debido a los choques que sufren con los átomos del material

conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo. El

movimiento de los electrones en un cable es desordenado, esto

provoca continuos choques entre ellos y como consecuencia un

aumento de la temperatura en el propio cable.

CENTRAL CHARCANI VEMPRESA EGASATIPO DE CENTRAL HIDRAULICAUBICACIÓN  DEPARTAMENTO AREQUIPAPROVINCIA AREQUIPADISTRITO ALTO SELVA ALEGRELOCALIDAD ALTO SELVA ALEGREALTITUD 2963 msnm

TIPO HIDRAULICA DE EMBALSEFUENTE DE AGUA RESERVORIO AGUADA BLANCAPOTENCIA

EFECTIVA144.62 MW

NÚMERO DE UNIDADES

3

PUESTA EN SERVICIO

1988

4. CAÑON DEL PATO, NORTE 263.5 MW

La central aprovecha las aguas del Río Santa, y el aporte del

reservorio San Diego en épocas de estiaje, mediante tres

tuberías a presión que dirigen el agua a seis unidades de

generación con turbina tipo Pelton, ubicadas en una casa de

máquinas en caverna, empleando un salto neto de 382 metros, y

un caudal de diseño de 72 m3/s. Las unidades de generación

producen energía eléctrica a un nivel de tensión de 13.8 kV, la

cual es elevada a 138 kV mediante la SE. Huallanca para ser

transmitida al SEIN.

CENTRAL CAÑON DEL PATOEMPRESA EGENORTIPO DE CENTRAL HIDRAULICAUBICACIÓN  DEPARTAMENTO ANCASHPROVINCIA HUAYLASDISTRITO HUALLANCALOCALIDAD HUALLANCAALTITUD 1423 msnm

TIPO HIDRAULICA DE PASADAFUENTE DE AGUA RIO SANTA - RESERVORIO SAN

DIEGOPOTENCIA EFECTIVA 263.4 MWNÚMERO DE

UNIDADES6

PUESTA EN SERVICIO 1958

5. MACHUPICCHU SUR 88.8 MW

CENTRAL MACHUPICCHU

EMPRESA EGEMSATIPO DE CENTRAL HIDRAULICAUBICACIÓN  

DEPARTAMENTO CUSCOPROVINCIA URUBAMBADISTRITO MACHUPICCHULOCALIDAD INTIHUATANAALTITUD 1707 msnm

TIPO HIDRAULICA DE PASADAFUENTE DE AGUA RIO VILCANOTAPOTENCIA

EFECTIVA88.8 MW

NÚMERO DE UNIDADES

3

PUESTA EN SERVICIO

2001 (repotenciación)

Muchas Gracias…