Centrales hidraulicas

Centrales HidráulicasCentrales Hidráulicas
65.17 - Centrales Eléctricas65.17 - Centrales Eléctricas
FI – UBAFI – UBA

PÉRDIDAS DE ENERGÍA EN UN CURSO DE AGUA

 INTERCEPTACIÓN DE LA CORRIENTE MEDIANTEINTERCEPTACIÓN DE LA CORRIENTE MEDIANTE
UNA PRESAUNA PRESA
 DESVÍO DE LA CORRIENTEDESVÍO DE LA CORRIENTE
MÉTODOS DE APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA

APROVECHAMENTO MEDIANTE INTERCEPTACIÓN CON PRESA

APROVECHAMENTO MEDIANTE DESVÍO DE LA CORRIENTE

TOMAS DE AGUA
 DEBIDO A LAS VARIACIONES DE CARGA DEL ALTERNADOR O A CONDICIONES
IMPREVISTAS SE UTILIZAN LAS CHIMENEAS DE EQUILIBRIO QUE EVITAN LAS
SOBREPRESIONES EN LAS TUBERÍAS FORZADAS Y ÁLABES DE LAS TURBINAS. A
ESTAS SOBREPRESIONES SE LES DENOMINA "GOLPE DE ARIETE".
 LA CHIMENEA DE EQUILIBRIO CONSISTE EN UN POZO VERTICAL SITUADO LO MÁS
CERCA POSIBLE DE LAS TURBINAS.
 ACTÚA DE ESTE MODO LA CHIMENEA DE EQUILIBRIO COMO UN MUELLE
HIDRÁULICO O UN CONDENSADOR ELÉCTRICO, ES DECIR, ABSORBIENDO Y
DEVOLVIENDO ENERGÍA.

ESTUDIOS PARA DISEÑAR UN APROVECHAMIENTO HIDRÁULICO
PARA DETERMINAR ENERGÍA Y POTENCIA APROVECHABLES DE UN SALTO DE AGUA SE
REQUIEREN DATOS SOBRE LAS CONDICIONES:
 HIDROLÓGICAS: RÉGIMEN DE LLUVIAS
 HIDRODINÁMICAS: FACILIDAD PARA ACUMULACIÓN, REGULACIÓN Y CREAR
DESNIVEL

 CUENCA IMBRÍFERA: superficie en km2 , proyectada sobre horizontal, tal
que las aguas recogidas vayan al salto
 CAUDAL ESPECÍFICO: volumen medio (l/skm2)recogido en un intervalo
de tiempo de un segundo por cada km2 de la cuenca.
 ESCORRENTÍA: agua que concurre finalmente al curso fluvial
 COEFICIENTE DE ESCORRENTÍA: cociente entre el caudal del río y el
caudal precipitado sobre la cuenca
 NO TODA LA ESCORRENTÍA ES UTILIZABLE (irregularidad)
DEFINICIONES HIDRÁULICAS DE UN CUENCA

 SALTO DEL APROVECHAMIENTO: Hn (m)
 SALTO BRUTO: Hc (m)
 SALTO ÚTIL: Nm (m)
DEFINICIONES HIDRÁULICAS DE UN APROVECHAMIENTO

HIDRÓGRAFA DE UN RIO Y CURVA MONÓTONA DE CAUDALES ACUMULADOS

 CAUDAL MEDIO O MÓDULO
 CAUDAL INFERIOR (355 días)
 CAUDAL MÁXIMO (10 días)
 CAUDAL SEMIPERMANENTE (180 días)
DEFINICIONES DE CAUDALES

DETERMINACIÓN DEL CAUDAL DEL EQUIPAMIENTO
 Qs: CAUDAL ECOLÓGICO
 Qme: CAUDAL DE EQUIPMIENTO MÍNIMO
 Qe: CAUDAL DE EQUIPAMIENTO

DETERMINACIÓN DE LA POTENCIA MEDIA DEL APROVECHAMIENTO
 Pc: Potencia disponible (W)
 Q: caudal (m3/seg)
 Densidad del agua
 g: 9,81 m/seg2
 Hc: salto bruto (m)
 T: tiempo del año en segundos
 Pe: Potencia efectiva (W)
 Pmax= potencia máxima (W)
 Rendimiento total: 0.78

 Ec: energía disponible
 Ee: energía efectiva
 Qa: volumen acumulado en un año
(Derrame)
 Hm: salto neto
DETERMINACIÓN DE LA ENERGÍA ANUAL DEL APROVECHAMIENTO

ELEMENTOS DE UN CENTRAL HIDROELÉCTRICA
1 Agua embalsada1 Agua embalsada
2 Presa2 Presa
3 Rejas filtradoras3 Rejas filtradoras
4 Tubería forzada4 Tubería forzada
5 Conjunto de grupos5 Conjunto de grupos
turbina-alternadorturbina-alternador
6 Turbina6 Turbina
7 Eje7 Eje
8 Generador8 Generador
9 Líneas de transporte de9 Líneas de transporte de
energía eléctricaenergía eléctrica
10 Transformadores10 Transformadores

 EL DESNIVEL ENTRE "AGUASEL DESNIVEL ENTRE "AGUAS
ARRIBA" Y "AGUAS ABAJO", ESARRIBA" Y "AGUAS ABAJO", ES
REDUCIDOREDUCIDO
 EL EMBALSE TIENE CAPACIDADEL EMBALSE TIENE CAPACIDAD
REDUCIDA EN RELACIÓN ALREDUCIDA EN RELACIÓN AL
MÓDULOMÓDULO
CENTRAL HIDROELÉCTRICA DE PASADA

 SE EMBALSA UN VOLUMENSE EMBALSA UN VOLUMEN
CONSIDERABLE DE LÍQUIDO "AGUASCONSIDERABLE DE LÍQUIDO "AGUAS
ARRIBA" DE LAS TURBINAS MEDIANTE LAARRIBA" DE LAS TURBINAS MEDIANTE LA
CONSTRUCCIÓN DE UNA O MÁS PRESASCONSTRUCCIÓN DE UNA O MÁS PRESAS
QUE FORMAN LAGOS ARTIFICIALESQUE FORMAN LAGOS ARTIFICIALES
CENTRAL HIDROELÉCTRICA CON EMBALSE DE RESERVA Y CASA DE MÁQUINAS AL
PIE DE LA PRESA

 EN EL LUGAR APROPIADO POR LA TOPOGRAFÍAEN EL LUGAR APROPIADO POR LA TOPOGRAFÍA
DEL TERRENO, SE UBICA LA OBRA DE TOMA DEDEL TERRENO, SE UBICA LA OBRA DE TOMA DE
AGUA, Y EL AGUA SE CONDUCE POR MEDIO DEAGUA, Y EL AGUA SE CONDUCE POR MEDIO DE
CANALES, O TUBERÍAS DE PRESIÓN, HASTA LASCANALES, O TUBERÍAS DE PRESIÓN, HASTA LAS
PROXIMIDADES DE LA CASA DE MÁQUINAS.PROXIMIDADES DE LA CASA DE MÁQUINAS.
TIPO DE CENTRAL HIDROELÉCTRICA CON EMBALSE DE RESERVA Y
APROVECHAMIENTO POR DERIVACIÓN DEL AGUA

PRESAS DE MATERIALES SUELTOS
SON PRESAS DE GRAVEDAD EN LAS QUESON PRESAS DE GRAVEDAD EN LAS QUE
MATERIALES NATURALES SON COLOCADOSMATERIALES NATURALES SON COLOCADOS
MEDIANTE PROCEDIMIENTOS DE COMPACTACIÓN.MEDIANTE PROCEDIMIENTOS DE COMPACTACIÓN.
EN SU COMPOSICIÓN INTERVIENEN, PIEDRAS,EN SU COMPOSICIÓN INTERVIENEN, PIEDRAS,
GRAVAS, ARENAS, LIMOS Y ARCILLAS,GRAVAS, ARENAS, LIMOS Y ARCILLAS,
SON PRESAS DE ESCOLLERA CUANDO MÁS DELSON PRESAS DE ESCOLLERA CUANDO MÁS DEL
50 % DEL MATERIAL ESTÁ COMPUESTO POR50 % DEL MATERIAL ESTÁ COMPUESTO POR
PIEDRA.PIEDRA.
 SON PRESAS DE TIERRA CUANDO SONSON PRESAS DE TIERRA CUANDO SON
MATERIALES DE GRANULOMETRÍAS MÁSMATERIALES DE GRANULOMETRÍAS MÁS
PEQUEÑAS.PEQUEÑAS.
 LA IMPERMEABILIDAD SE LOGRA MEDIANTELA IMPERMEABILIDAD SE LOGRA MEDIANTE
PANTALLAS DE HORMIGÓN AGUAS ARRIBA OPANTALLAS DE HORMIGÓN AGUAS ARRIBA O
NÚCLEO IMPERMEABLE.NÚCLEO IMPERMEABLE.

PRESAS DE GRAVEDAD DE HORMIGÓN
 LAS PRESAS DE GRAVEDAD SON TODASLAS PRESAS DE GRAVEDAD SON TODAS
AQUELLAS EN LAS QUE EL PESO PROPIO DE LAAQUELLAS EN LAS QUE EL PESO PROPIO DE LA
PRESA ES EL QUE IMPIDE QUE SE PRODUZCANPRESA ES EL QUE IMPIDE QUE SE PRODUZCAN
DESLIZAMIENTO O VUELCO.DESLIZAMIENTO O VUELCO.
EL CUERPO DE LAS PRESAS DE HORMIGÓN SEEL CUERPO DE LAS PRESAS DE HORMIGÓN SE
COMPONE DE CEMENTO, PIEDRAS, GRAVAS YCOMPONE DE CEMENTO, PIEDRAS, GRAVAS Y
ARENASARENAS

PRESAS DE HORMIGÓN ALIGERADA
SE REEMPLAZA LA UTILIZACIÓN DE HORMIGÓN
EN GRANDES MASAS POR UN CUERPO RESISTENTE
MÁS LIVIANO INTEGRADO POR ELEMENTOS
ESTRUCTURALES TALES COMO COLUMNAS, LOSAS
Y VIGAS.
LAS PRESAS DEL TIPO ALIGERADAS MÁS
CONOCIDAS SON LAS DE CONTRAFUERTES
VERTICALES

PRESAS DE ARCO
•LAS PRESAS EN ARCO SON ESTRUCTURAS DE
HORMIGÓN Y PUEDEN SER DE CURVATURA
HORIZONTAL O DE DOBLE CURVATURA CONOCIDAS
COMO BÓVEDA O CÚPULAS.
•TRANSMITEN EL EMPUJE DEL AGUA HACIA SU
FUNDACIÓN Y SUS APOYOS, DENOMINADOS
ESTRIBOS, APROVECHANDO SU FORMA DE
"CÁSCARA“.
•DEBIDO A QUE TRANSFIEREN EN FORMA MUY
CONCENTRADA LA PRESIÓN DEL AGUA AL TERRENO
NATURAL, SE REQUIERE QUE ÉSTE SEA DE ROCA
MUY SANA Y
RESISTENTE

PRESA DE HORMIGÓN CON DOS CASAS DE MÁQUINAS, UNA POR CADA MARGEN
Central Binacional de Salto GrandeCentral Binacional de Salto Grande
con 14 turbinas Kaplan de 135 MW cada unacon 14 turbinas Kaplan de 135 MW cada una

PRESA DE MATERIALES SUELTOS, CON NÚCLEO IMPERMEABLE Y ESPALDONES DE
GRAVA
Vista panorámica de la central El ChocónVista panorámica de la central El Chocón
con 6 turbinas Francis de 200 MW cada unacon 6 turbinas Francis de 200 MW cada una

PRESA DE MATERIALES SUELTOS CON NÚCLEO IMPERMEABLE - CONDUCCIÓN EN
TÚNEL Y PUENTE TUBERÍA
FUTALEUFÚ - CHUBUT - CUENCA RÍO FUTALEUFÚFUTALEUFÚ - CHUBUT - CUENCA RÍO FUTALEUFÚ
CON 4 TURBINAS FRANCIS DE 112 MW CADA UNACON 4 TURBINAS FRANCIS DE 112 MW CADA UNA
PUENTE TUBERÍAPRESA
VERTEDERO CHIMENEA DE EQUILIBRIO

PRESA DE HORMIGÓN EN ARCO DE DOBLE CURVATURA
AGUA DEL TORO - MENDOZA - CUENCA DEL RÍO DIAMANTEAGUA DEL TORO - MENDOZA - CUENCA DEL RÍO DIAMANTE
DOS TURBINAS FRANCIS DE 75 MVA CADA UNADOS TURBINAS FRANCIS DE 75 MVA CADA UNA

PRESA DE MATERIALES SUELTOS, QUE EFECTÚA EL CIERRE DEL RÍO A LA ALTURA
DE ITUZAINGÓ (ARGENTINA) HASTA SAN COSME (PARAGUAY).
 YACIRETÁ-APIPÉ SITUADA A UNOS 2 KM
AGUAS A BAJO DE LOS RÁPIDOS DE APIPÉ,
CON 20 TURBINAS KAPLAN DE 160 MW CADA
UNA.
 LA ESCLUSA DE NAVEGACIÓN, QUE SE
INAUGURÓ EN 1990, REPORTA BENEFICIOS
ECONÓMICOS PARA EL TRANSPORTE FLUVIAL
DE LA REGIÓN, PUES SUPRIMIÓ LOS RÁPIDOS
QUE ORIGINALMENTE HACÍAN INNAVEGABLE
EL ALTO PARANÁ..

CORTE DESCRIPTIVO DE LA CENTRAL HIDROELÉCTRICA

CENTRAL DE BOMBEO A PIE DE PRESA, DE MATERIALES SUELTOS
LOS REYUNOS - MENDOZA - CUENCA DEL RÍO DIAMANTELOS REYUNOS - MENDOZA - CUENCA DEL RÍO DIAMANTE
DOS TURBINAS-BOMBAS REVERSIBLES DE 112/103,75 MW C/UDOS TURBINAS-BOMBAS REVERSIBLES DE 112/103,75 MW C/U

 DESPUÉS EL AGUA QUEDA ALMACENADA EN EL EMBALSE INFERIOR. DURANTE LAS
HORAS DEL DÍA EN LA QUE LA DEMANDA DE ENERGÍA ES MENOR EL AGUA ES
BOMBEADA AL EMBALSE SUPERIOR PARA QUE PUEDA HACER EL CICLO PRODUCTIVO
NUEVAMENTE.
 PARA ELLO LA CENTRAL DISPONE DE GRUPOS DE MOTORES-BOMBA O,
ALTERNATIVAMENTE, SUS TURBINAS SON REVERSIBLES DE MANERA QUE PUEDAN
FUNCIONAR COMO BOMBAS Y LOS ALTERNADORES COMO MOTORES.
FORMA DE FUNCIONAMIENTO

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