Energa Hidroelctrica
Son centrales que generan electricidad mediante el
aprovechamiento de la energa potencial del agua embalsada en una
presa.La instalacin de centrales hidroelctricas depende de la
posibilidad de construir embalses o presas en los cauces de los
ros, para retener el agua, y transformar la energa hidrulica en
energa elctrica. La generacin de energa elctrica se produce al
dejar caer el agua desde una cierta altura; esta agua mueve los
labes de una turbina que, a su vez, acciona un generador,
produciendo electricidad.En un curso de agua, la energa que sta
posee y puede entregar para otros usos, se compone de un salto
(energa potencial respecto de un nivel de referencia) y un caudal
(energa de movimiento o cintica). De esta forma, se puede expresar
la potencia hidrulica como:
Potencia hidrulica = Q YHnDonde,Y: Peso especfico del agua
(1.000 kg/m3)Q : Caudal de agua (m3/s)Hn: Altura neta (m)
En la medida que el agua situada en una posicin pierde altura,
gana velocidad. La disminucin de la energa potencial se transforma
en energa cintica, salvo las prdidas debido a los rozamientos en
los conductos. El agua, con su potencia hidrulica disponible, pasa
por una turbina, la cual la transforma en potencia mecnica y sta a
travs de un generador, es transformada en potencia elctrica. Desde
ah pasa a los transformadores, para luego iniciar su viaje a los
centros de consumo. En cada uno de estos procesos de transformacin
existen prdidas, con lo cual est asociado el concepto de
rendimiento (de la turbina, del generador, del transformador. En
atencin a que los saltos disponibles y caudales varan segn las
condiciones geogrficas, existen diferentes tipos de turbinas que se
acomodan mejor a unas determinadas combinaciones de altura y
caudal, para obtener las mejores eficiencias.
Un elemento esencial de una instalacin hidroelctrica es la
turbina hidrulica (Figura 8.31).Figura 8.31. Esquema conceptual de
una turbina hidrulica
La turbina hidrulica es el dispositivo encargado de convertir la
energa cintica y potencial del agua en energa mecnica de rotacin de
un rbol, el cual se conecta al rbol de baja de una caja
multiplicadora de engranajes con el propsito de elevar la
revoluciones hasta la velocidad de rotacin de un generador elctrico
acoplado al rbol de alta de dicha caja. En cuanto al modo de
funcionamiento, las turbinas se pueden clasificar en dos grupos:
turbinas de accin y turbinas de reaccin.
Las turbinas de accin aprovechan la presin dinmica debida a la
velocidad del agua en el momento de su accin en la turbina. Las
turbinas de reaccin aprovechan adems la presin esttica al trabajar
en el interior de compartimentos cerrados a presin superior a la
atmosfrica.
Industrialmente, los tipos de turbinas que se utilizan
corresponden a: Turbinas Pelton: Grandes alturas, pequeos caudales.
Turbinas Francis: Condiciones medias de altura y caudal. Turbinas
Kaplan (Hlice): Pequeas alturas y grandes caudales.
Esquema de una Central Hidroelctrica (Turbinas del tipo
Pelton)
Esquema de turbinas Francis y Kaplan.Para transformar la energa
mecnica de rotacin de la turbina en energa elctrica se utilizan
generadores elctricos. El generador puede ser de corriente continua
(dinamo) o de corriente alterna (alternador). Estos ltimos son los
nicos que se utilizan actualmente.El alternador est compuesto de
dos partes fundamentales: el rotor o inductor mvil, encargado de
generar un campo magntico variable al girar arrastrado por la
turbina y el estator o inducido fijo, en el que se genera la
corriente elctrica.Respecto a la posicin de su rbol de giro, los
generadores se clasifican en generadores de eje vertical (Figura
8.48) y generadores de eje horizontal (Figura 8.35).
Figura 8.48. Esquema de turbina Kaplan con multiplicador y
generador.
Figura 8.35. Turbina Francis de eje horizontal acoplada a un
generador.
Plantas hidroelctricas en MxicoLaCentral Hidroelctrica El Cajn,
comenz a ser construida en el ao 2003 y est ubicada en el Estado de
Nayarit, es uno de los proyectos ms importantes en su tipo, ya que
fue diseado con una capacidad de generacin de 750 megawatts (MW) a
travs de una cortina de 186 metros de altura, la ms alta de su tipo
en el mundo, y una capacidad de 12 millones de metros cbicos.
Central Hidroelctrica El Cajn," Nayarit
La Presa Hidroelctrica Aguamilpa en Nayarit fue concluida en
1993 y est conformada por una cortina de concreto de 187 metros de
altura, la ms alta de su tipo en Amrica Latina y el agua de su
embalse tiene un volumen de 6,950 millones de metros cbicos a lo
largo de 50 kilmetros sobre el ro Santiago y el ro Huaynamota,
creando una fuerza hidrulica de 960 MW.
Presa Hidroelctrica Aguamilpa,Nayarit
La Central Hidroelctrica Chicoasn est ubicada sobe el ro
Grijalva en el municipio de Chicoasn, Chiapas. Esta central cuenta
con ocho unidades turbogeneradoras de 300 MW cada una, para
unacapacidad instalada total de 2,400 MW. Estas unidades entraron
en operacin comercial en 1980. La energa generada es transportada a
travs de diez lneas de transmisin a Veracruz y Chiapas.
Central Hidroelctrica Chicoasn
La Central Hidroelctrica Infiernillo se encuentra en el lmite
entre los estados de Michoacn y Guerrero sobre el ro Balsas. Esta
obra concluy su construccin en 1963 con una capacidad de
almacenamiento de 9 millones de metros cbicos de agua, generando
960 MW. Su cortina tiene 149 metros de altura, 350 metros de
longitud y fue la primera presa construida con estas dimensiones en
Mxico. Debido a que esta central hidroelctrica se localiza en la
zona de mayor riesgo ssmico del pas, continuamente se evala el
comportamiento dinmico de sus estructuras.
Central Hidroelctrica Infiernillo
La presa hidroelctrica Malpaso se encuentra ubicada en el
Noroeste del estado de Chiapas, a 40 kilmetros del punto donde
limitan los estados de Veracruz, Oaxaca y Chiapas. Se construy
entre 1958 y 1966, la primera y ms importante hidroelctrica
construida para el desarrollo del sureste de Mxico sobre el ro
Grijalva.
Presa hidroelctrica Malpaso
Centrales hidroelctricas ms grandes del mundo
Plantas hidroelctricas ms grandes del mundo
ReferenciasCentrales de energas renovablesGeneracin elctrica con
energas renovablesJos Antonio Carta GonzlezRoque Calero PrezAntonio
Colmenar SantosManuel-Alonso Castro GilPEARSON EDUCACIN, S.A.,
2009Ribera del Loira, 2828042 Madrid (Espaa)Pginas: 443,
456,457Introduccin a las energas renovables no
convencionalesPrimera Edicin: Agosto de 2006Tiraje: 3.000
ejemplaresAutor: Wilfredo Jara TirapeguiPginas: 14, 15,16Las
centrales hidroelctricas ms grandes del mundoPorEugenio
rodrguez
Plantas hidroelctricas en Mxico Artculo Producido por el Equipo
Editorial Explorando Mxico.
Energa mareomotriz
Consiste en el aprovechamiento energtico de las mareas. Se basa
en aprovechar el ascenso y descenso del agua del mar producido por
la accin gravitatoria del Sol y la Luna, aunque slo en aquellos
puntos de la costa en los que la mar alta y la baja difieren ms de
cinco metros de altura es rentable instalar una central
mareomotriz. Un proyecto de una central mareomotriz est basado en
el almacenamiento de agua en un embalse que se forma al construir
un dique con unas compuertas que permiten la entrada de agua o
caudal a turbinar, en una baha, cala, ro o estuario para la
generacin elctrica.
Central mareomotriz
La energa de las mareas se transforma en electricidad en las
denominadas centrales mareomotrices, que funcionan como un embalse
tradicional de ro. El depsito se llena con la marea y el agua se
retiene hasta la bajamar para ser liberada despus a travs de una
red de conductos estrechos, que aumentan la presin, hasta las
turbinas que generan la electricidad. Sin embargo, su alto costo de
mantenimiento frena su proliferacin.
El lugar ideal para instalar un central mareomotriz es un
estuario, una baha o una ra donde el agua de mar penetre.
La construccin de una central mareomotriz es slo posible en
lugares con una diferencia de al menos 5 metros entre la marea alta
y la baja.El agua, al pasar por el canal de carga hacia el mar,
acciona la hlice de la turbina y sta, al girar, mueve un generador
que produce electricidad.Como funciona
Cuando la marea sube, las compuertas del dique se abren y el
agua ingresa en el embalse.
Al llegar el nivel del agua del embalse a su punto mximo se
cierran las compuertas.Durante la bajamar el nivel del mar
desciende por debajo del nivel del embalse.Cuando la diferencia
entre el nivel del embalse y del mar alcanza su mxima amplitud, se
abren las compuertas dejando pasar el agua por las turbinas.
Central Automotriz
Energa Mareomotriz en Mxico
En Mxico se han realizado estudios para calcular la potencia de
una central mareomotriz en el Golfo de California, pero ser
necesario realizar un anlisis de impacto ambiental para evaluar la
factibilidad econmica, ya que hasta el da de hoy, la inversin para
construir una central mareomotriz es muy alta, por lo que se
requiere mayor investigacin y desarrollo de nuevas tecnologas que
permitan disminuir estos costos.
Algunos de los pases que actualmente utilizan este mtodo para
generar energa son:
La parte de la Baha de Funday, Canad. Las Bahas de Cobscook y
Passamaquoddy, Estados Unidos. Chansy, Francia. El Golfo de Mezen,
en la ex Unin Sovitica. El estuario del ro Servern, Inglaterra. La
ensenada de Walcott, Austria. San Jos, en la costa patagnica
Argentina. Onchn, en Corea del Sur.
Planta de Energa Mareomotriz Sihwa Lake, Corea del SurCon una
capacidad de produccin elctrica de 254 MW, la planta de energa
mareomotrizSihwa Lakelocalizada en el Lago Sihwa a unos 4 km de la
ciudad de Siheung, en la provincia de Gyeonggi deCorea del Sur, es
la planta de energa mareomotriz ms grande del mundo.
La energa de la planta es generada en las entradas de marea en
la cuenca de 30 km con la ayuda de 10 turbinas de bulbo sumergidas
de 25,4 MW, utilizndose ocho tipos de compuertas de esclusa para la
salida de agua desde el dique.
En la actualidad, la capacidad de generacin anual de las
instalaciones se sita en los 552,7 GWh.
Planta de Energa Mareomotriz Sihwa Lake, Corea del Sur
Referencias
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES ELCTRICAS, MXICOEnergas del marIDAE
Instituto para la Diversificacin y Ahorro de la Energa.
Las plantas de energa mareomotriz ms grandes del mundoPorEugenio
rodrguezEnconstruccinenerga y electrnica