Como la fuente de energía renovable más grande, la energía hidroeléctrica representa el 22 por ciento de la electricidad del mundo y genera más energía que otras fuentes renovables como sistemas de energía solar , viento, fuentes geotermales.
Son las segundas plantas de generación de energía más grandes después de las plantas de combustible. La planta hidroeléctrica está construida para producir energía eléctrica para cargas base o pico y, en algunos casos, transporta ambas cargas.
Estas plantas de energía proporcionan electricidad confiable debido a la amplia variedad de características, como la capacidad de seguimiento de carga, suministro de carga máxima, operación más rápida desde el inicio, etc.
Funcionamiento de Central Hidroeléctrica
La energía hidroeléctrica se genera a partir del agua que fluye de los ríos o de algunas construcciones hechas por el hombre en las que el agua está disponible o almacenada. Las centrales hidroeléctricas comprenden el embalse con presa, compuerta, turbina, generador y líneas de transmisión.
Se construye una presa cerca de un lago o un gran río para almacenar agua en un depósito. La presa retiene el agua y aumenta la presión del agua en el nivel inferior. Está construido a alturas más altas para aumentar el caudal.
funcionamiento de la central hidroeléctrica
El agua de los embalses se transporta a través de compuertas que son enormes túneles para transportar agua. En estas plantas, la caída de agua se utiliza para hacer girar el eje del motor.
Cuando el agua se alimenta desde el depósito a través de túneles en las palas de la turbina, la turbina comienza a girar en la dirección de la fuerza del agua. Dado que esta turbina está acoplada al eje del alternador, energía eléctrica es producido por el alternador.
Aquí la energía cinética del agua que fluye se convierte en electricidad que se transmite a las subestaciones a través de líneas de transmisión como se muestra en la figura anterior.
La cantidad de electricidad depende de dos factores que son
1. Cabeza de agua
2. Tasa de flujo de agua de descarga del agua
La Cabeza del agua indica la distancia entre la superficie del agua y la superficie de la turbina y depende del agua disponible en el depósito y del tamaño del depósito. Si la altura es mayor, el agua de mayor altura cae con más fuerza, provocando aumentos en la rotación de la turbina.
Esto da como resultado más resultados en más generación de energía. De manera similar, si la tasa de descarga del agua es mayor, se genera una alta potencia ya que la cantidad de agua que cae es mayor y la tasa de agua depende de las capacidades de los ríos, como agua enorme o más agua que fluye en ríos más grandes.
Partes / Componentes de la central hidroeléctrica
La construcción de una central hidroeléctrica necesita un alto costo inicial para construir una presa, embalses y casa de máquinas. Pero una vez que se pone en marcha, necesita menos gastos de mantenimiento en comparación con las plantas que funcionan con combustible.
Algunas de las partes o componentes principales de las plantas hidroeléctricas se describen a continuación.
Presa :
Presa
Estas son las estructuras construidas sobre los ríos para detener el flujo de agua y almacenar el agua en el depósito. Dam recoge y almacena el agua en época de lluvias y permite el funcionamiento continuo de la planta incluso durante las temporadas de verano. Levanta la cabeza del agua por lo que aumenta la altura de caída del agua.
Puertas de entrada o de control :
Estos se utilizan para liberar o detener el agua de la presa. El agua del depósito se libera a través de estas puertas hacia la unidad de turbina. El agua obtiene energía potencial y cinética mientras fluye a través de las puertas de control.
Compuerta :
Compuertas
Ayuda a aumentar la velocidad del agua a un ritmo mayor para impulsar las turbinas. Se trata de tubos largos que llevan el agua desde el depósito hasta la casa de la turbina.
Turbinas de agua:
turbina de agua
La energía potencial y cinética del agua del depósito alimentado por la turbina hidráulica se convierte en movimiento de rotación. Cuando el agua golpea las palas de la turbina, comienza a girar en la dirección de la fuerza neta del agua.
Los diferentes tipos de turbinas incluyen turbinas de ruedas Kaplan, Francis y Pelton. La turbina Francis es la turbina más común utilizada en varias plantas hidroeléctricas. El tipo de turbina depende de la altura o cantidad de agua y de la capacidad de generación de energía eléctrica.
Generadores:
Estos también se denominan alternadores donde el eje del rotor está acoplado con el eje de la turbina. Por lo tanto, mientras la turbina gira, hace que girar el generador eje. Esta rotación genera la energía eléctrica que luego se transmite a las subestaciones a través de líneas de transmisión.
Tipos de plantas hidroeléctricas
Las centrales hidroeléctricas se clasifican en tres tipos básicos según su forma de funcionamiento. Estos métodos de generación son plantas de pasada, de almacenamiento y de bombeo y se explican brevemente a continuación.
Centrales hidroeléctricas de pasada
También se le llama tipo de planta de desvío. En este, una parte del agua se desvía hacia los canales del río. Es posible que este tipo de plantas no requiera una presa para el almacenamiento de agua. El diseño y la apariencia de estas plantas son diferentes a las de las centrales hidroeléctricas convencionales. Estos se utilizan para suministrar energía a la carga base.
Planta hidroeléctrica de pasada
Estas plantas utilizan un pequeño estanque de agua llamado Forebay para satisfacer las cargas inmediatas durante menos períodos. Forebay regula el flujo de agua a la unidad de turbina, por lo que la potencia neta generada también varía. Reduce la necesidad de construir grandes reservorios para elevaciones elevadas o oleadas de agua, por lo que el costo inicial se reduce en comparación con las plantas de almacenamiento.
Plantas hidroeléctricas de almacenamiento
Este es el tipo más común de planta hidroeléctrica que requiere una presa para almacenar el agua en el depósito. Dam facilita el aumento de la altura y la velocidad del agua.
Las compuertas transportan agua desde la presa hasta la unidad de turbina, por lo que la energía generada depende del suministro de agua del reservorio. Estos se utilizan como base y como plantas de carga máxima. La energía neta generada es más que la corriente de las plantas fluviales.
Plantas de almacenamiento por bombeo
En este, la disposición reversible bomba-turbina y compuerta intercambia el agua entre los depósitos de cabeza (depósito superior) y cola. En el caso de poca electricidad, el agua de demanda se bombea al estanque de cola al estanque de cabecera mediante máquinas hidráulicas. Esto se hace utilizando la energía que se genera a partir de plantas que funcionan con combustible.
Planta de almacenamiento por bombeo
Durante las horas pico o las cargas, el agua se devuelve del estanque de cabecera al estanque de cola a través de las compuertas. La eficiencia energética de estas plantas varía del 70 al 80%. Debido a la carga máxima que suministra energía a bajo costo, los ingresos aumentan.
Ventajas de las centrales hidroeléctricas
• Bajo costo operativo : Una vez que se construye la presa, la electricidad se produce a un ritmo constante porque no se requiere combustible.
• Sin contaminación: una planta de energía hidroeléctrica no produce desechos nocivos o gases de efecto invernadero, por lo que la contaminación de la atmósfera es menor en comparación con las plantas térmicas y nucleares.
• Poder económico : la energía se genera con energía renovable, por lo que no se requiere costo de combustible al generarla. Esto hace que el bajo costo de la electricidad en comparación con el aumento de los precios de los combustibles fósiles.
• Almacenamiento de agua: La construcción de esta planta también facilita el agua para riego y reduce las inundaciones, sequías al almacenar el agua. Esto es muy útil porque supera el desperdicio innecesario de agua.
Espero que haya tenido una comprensión clara de los conocimientos básicos sobre la energía hidroeléctrica y su funcionamiento. Además, cualquier consulta relacionada con proyectos eléctricos y electrónicos, escriba sus sugerencias y comentarios sobre este artículo en la sección de comentarios a continuación. Y responda esta pregunta si está interesado - ¿Según la capacidad, cómo se clasifican las plantas hidroeléctricas?
Créditos fotográficos:
Presa en el río por wikimedia
Compuertas por wikimedia
Construcción de turbinas de agua por snowyhydro
Plantas de pasada por wikimedia
Planta de almacenamiento por bombeo por IVA
