La función de una central hidroeléctrica es utilizar la energía potencial del agua almacenada y convertirla, primero en energía mecánica y luego en eléctrica.

Esquema general de una central hidroeléctrica

Una masa de agua en desnivel (en

altura) posee una cierta energía

potencial acumulada. Al caer el agua, la

energía se convierte en

cinética (de movimiento) y hace girar una turbina, la

cual, a su vez, acciona un

generador que produce la corriente

eléctrica.

Partes principales de las hidroelectricas.

1)La Presa o Represa

El primer elemento que encontramos en una central hidroeléctrica es la presa o azud, que se encarga de atajar el río y embalsar las aguas.

2)Los Aliviaderos

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.

3)Canal de derivación

El canal de derivación se utiliza para conducir agua desde la presa hasta las turbinas de la central.Generalmente es necesario hacer la entrada a las turbinas con conducción forzada siendo por ello preciso que exista una cámara de presión donde termina el canal y comienza la turbina.Es bastante normal evitar el canal y aplicar directamente las tuberias forzadas a las tomas de agua de las presas.

4) Chimenea de equilibrio.

Debido a las variaciones de carga del alternador o a condiciones imprevistas se utilizan las chimeneas de equilibrio que evitan las sobrepresiones en las tuberias 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. Cuando existe una sobrepresión de agua esta encuentra menos resistencia para penetrar al pozo que a la cámara de presión de las turbinas haciendo que suba el nivel de la chimenea de equilibrio. En el caso de depresión ocurrirá lo contrario y el nivel bajará. Con esto se consigue evitar el golpe de ariete.Actúa de este modo la chimenea de equilibrio como un muelle hidraúlico o un condensador eléctrico, es decir, absorbiendo y devolviendo energía.

5)Tuberías forzadas

Las estructuras forzadas o de presión, suelen ser de acero con refuerzos regulares a lo largo de su longitud o de cemento armado, reforzado con espiras de hierro que deben estar ancladas al terreno mediante solera adecuadas.

6) Casa de máquinas

Es la construcción en donde se ubican las máquinas (turbinas, alternadores, etc.) y los elementos de regulación y comando.

Hidroeléctricas:

ESQUEMA DE UNA PLANTA HIDROELÉCTRICA DE AGUA FLUYENTE:

EXPLICACIÓN DE FUNCIONAMIENTO.- Las centrales de agua fluyente aprovechan desniveles naturales del cauce de un río. Mediante una presa o un azud desvían parte del caudal del río por un canal de derivación hasta la llamada cámara de carga, donde está conectada la tubería forzada que conduce el agua con la mayor pendiente posible hacia el edificio de la central, donde se encuentran las turbinas, los generadores eléctricos y demás aparatos de regulación y control.

ESQUEMA DE UNA PLANTA HIDROELÉCTRICA CON EMBALSE:

COMO  FUNCIONA:

HIDROLECTRICA DE BOMBEO.

Central de bombeo 

1. Embalse superior, 2. Presa, 3. Galeria de conducción, 4-5. Tuberia forzada, 6.

Central, 7. Turbinas y generadores, 8.

Desagües, 9. Líneas de transporte de

energía eléctrica, 10. Embalse inferior o

río.

Explicación de funcionamiento.-

Disponen de dos embalses situados a diferente nivel. Cuando la demanda de energía eléctrica alcanza su máximo nivel durante el día, las centrales de bombeo funcionan como una central convencional generando energía.

Al caer el agua, almacenada en el embalse superior, hace girar el rodete de la turbina asociada a un alternador.

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 iniciar 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.

SEGÚN LA ALTURA DEL SALTO DE AGUA O DESNIVEL EXISTENTE:

 

Centrales de Alta Presión:

Aquí se incluyen aquellas centrales en las que el salto hidráulico es superior a los 200 metros de altura. Los caudales desalojados son relativamente pequeños, 20 m3/s por máquina.

Situadas en zonas de alta montaña, y aprovechan el agua de torrentes, por medio de conducciones de gran longitud. Utilizan turbinas Pelton y Francis.

Centrales de Media Presión:

Aquellas que poseen saltos hidráulicos de entre 200 - 20 metros aproximadamente. Utilizan caudales de 200 m3/s por turbina.

En valles de media montaña, dependen de embalses. Las turbinas son Francis y Kaplan, y en ocasiones Pelton para saltos grandes.

Centrales de Baja Presión:

Sus saltos hidráulicos son inferiores a 20 metros. Cada máquina se alimenta de un caudal que puede superar los 300 m3/s.  Las turbinas utilizadas son de tipo Francis y especialmente Kaplan.

EN MEXICO.

Actualmente 57 plantas hidroeléctricas estan produciendo energía eléctrica y 7 centrales hidroeléctricas estan fuera de servicio.

A continuación reproducimos el listado presentado por CFE (Comisión Federal de Electricidad, empresa estatal mexicana responsable de la producción, trasmisión y distribución de la energía eléctrica):

Nombre de la central Número de unidades

Fecha de entrada en operación

Capacidad efectiva instalada

(MW)Ubicación

Aguamilpa Solidaridad 3 15-Sep-1994 960 Tepic, Nayarit

Ambrosio Figueroa(La Venta) 5 31-May-1965 30 La Venta, Guerrero

Ángel Albino Corzo(Peñitas) 4 15-Sep-1987 420 Ostuacán, Chiapas

Bacurato 2 16-Jul-1987 92 Sinaloa de Leyva, Sinaloa

Bartolinas 2 20-Nov-1940 1 Tacámbaro, Michoacán

Belisario Domínguez (Angostura) 5 14-Jul-1976 900 Venustiano Carranza,

Chiapas

Bombaná 4 20-Mar-1961 5 Soyaló, Chiapas

Boquilla 4 01-Ene-1915 25 San Francisco Conchos, Chihuahua

Botello 2 01-Ene-1910 13 Panindícuaro, Michoacán

Camilo Arriaga(El Salto) 2 26-Jul-1966 18 El Naranjo, San Luis

Potosí

Carlos Ramírez Ulloa(El Caracol) 3 16-Dic-1986 600 Apaxtla, Guerrero

Chilapan 4 01-Sep-1960 26 Catemaco, Veracruz

Cóbano 2 25-Abr-1955 52 Gabriel Zamora, Michoacán

Colimilla 4 01-Ene-1950 51 Tonalá, Jalisco

Colina 1 01-Sep-1996 3 San Francisco Conchos, Chihuahua

Colotlipa 4 01-Ene-1910 8 Quechultenango, Guerrero

Cupatitzio 2 14-Ago-1962 72 Uruapan, Michoacán

Electroquímica 1 01-Oct-1952 1 Cd. Valles, San Luis Potosí

Encanto 2 19-Oct-1951 10 Tlapacoyan, Veracruz

Falcón 3 15-Nov-1954 32 Nueva Cd. Guerrero, Tamaulipas

Fernando Hiriart Balderrama(Zimapán) 2 27-Sep-1996 292 Zimapán, Hidalgo

Humaya 2 27-Nov-1976 90 Badiraguato, Sinaloa

Infiernillo 6 28-Ene-1965 1,040 La Unión, Guerrero

Itzícuaro 2 01-Ene-1929 1 Peribán los Reyes, Michoacán

Ixtaczoquitlán 1 10-Sep-2005 2 Ixtaczoquitlán, Veracruz

José Cecilio del Valle 3 26-Abr-1967 21 Tapachula, Chiapas

Jumatán 4 17-Jul-1941 2 Tepic, Nayarit

La Amistad 2 01-May-1987 66 Acuña, Coahuila

Leonardo Rodríguez Alcaine (El Cajón) 2 01-Mar-2007 750 Santa María del Oro,

Nayarit

Luis Donaldo Colosio 2 15-Sep-1996 422 Choix, Sinaloa

(Huites)

Luis M. Rojas(Intermedia) 1 01-Ene-1963 5 Tonalá, Jalisco

Malpaso 6 29-Ene-1969 1,080 Tecpatán, Chiapas

Manuel M. Diéguez(Santa Rosa) 2 02-Sep-1964 61 Amatitlán, Jalisco

Manuel Moreno Torres(Chicoasén) 8 29-May-1981 2,400 Chicoasén, Chiapas

Mazatepec 4 06-Jul-1962 220 Tlatlauquitepec, Puebla

Micos 2 01-May-1945 1 Cd. Valles, San Luis Potosí

Minas 3 10-Mar-1951 15 Las Minas, Veracruz

Mocúzari 1 03-Mar-1959 10 Álamos, Sonora

Oviáchic 2 28-Ago-1957 19 Cajeme, Sonora

Platanal 2 21-Oct-1954 9 Jacona, Michoacán

Plutarco Elías Calles(El Novillo) 3 12-Nov-1964 135 Soyopa, Sonora

Portezuelos I 4 01-Ene-1901 2 Atlixco, Puebla

Portezuelos II 2 01-Ene-1908 1 Atlixco, Puebla

Puente Grande 2 01-Ene-1912 12 Tonalá, Jalisco

Raúl J. Marsal(Comedero) 2 13-Ago-1991 100 Cosalá, Sinaloa

Salvador Alvarado(Sanalona) 2 08-May-1963 14 Culiacán, Sinaloa

San Pedro Porúas 2 01-Oct-1958 3 Villa Madero, Michoacán

Schpoiná 3 07-May-1953 2 Venustiano Carranza, Chiapas

Tamazulapan 2 12-Dic-1962 2 Tamazulapan, Oaxaca

Temascal 6 18-Jun-1959 354 San Miguel Soyaltepec, Oaxaca

Texolo 2 01-Nov-1951 2 Teocelo, Veracruz

Tirio 3 01-Ene-1905 1 Morelia, Michoacán

Tuxpango 4 01-Ene-1914 36 Ixtaczoquitlán, Veracruz

Valentín Gómez Farías(Agua Prieta) 2 15-Sep-1993 240 Zapopan, Jalisco

Villita 4 01-Sep-1973 300 Lázaro Cárdenas, Michoacán

Zumpimito 4 01-Oct-1944 6 Uruapan, Michoacán

27 de Septiembre(El Fuerte) 3 27-Ago-1960 59 El Fuerte, Sinaloa

Centrales fuera de servicio:

El Durazno (Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán) 2 01-Oct-1955 0 Valle de Bravo, México

Huazuntlán 1 01-Ago-1968 0 Zoteapan, Veracruz

Ixtapantongo (Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán) 3 29-Ago-1944 0 Valle de Bravo, México

Las Rosas 1 01-Ene-1949 0 Cadereyta, Querétaro

Santa Bárbara (Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán) 3 19-Oct-1950 0 Santo Tomás de los

Plátanos, México

Tepazolco 2 16-Abr-1953 0 Xochitlán, Puebla

Tingambato (Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán) 3 24-Sep-1957 0 Otzoloapan, México

 Datos varios:

*La mas grande.

En el mundo:

No 1 - Three Gorges 21,000 MW, China

En latinoamaerica:

No 1 - Itaipu 14,750 MW, Brazil/Paraguay

En México:

No 1 - Chicoasen 2.430 MW, Mexico

datos extras México:

La hidroeléctrica La Yesca

Andamiento del proyecto: 2008 - 2012

Ubicación: Poblado Mesa de Flores Km 19, Municipio de Hostotipaquillo, Jalisco, México

será la presa más alta en su tipo a nivel mundial y se estará terminando en el año 2011 o 2012, su capacidad de generación será de unos 750 Megawatts y Está ubicada entre los municipios de Hostotipaquillo, Jalisco y La Yesca, Nayarit y los recursos para construir la obra serán mayores en 100 millones de dólares respecto a El Cajón.

La hidroeléctrica formará parte del sistema hidrológico Santiago, que comprende 27 proyectos con un potencial de 4 mil 300 Mw.

La hidroeléctrica el cajon.

Localización: Estado de Nayarit, México.Fecha: 2003 a 2007.

De las obras de infraestructura que brillan por su importancia estratégica destaca sin duda el proyecto hidroeléctrico de El Cajón. Éste forma parte del Sistema Hidrológico Santiago, que comprende 27 proyectos con un potencial hidroenergético de 4,300 MW, del cual sólo se ha desarrollado el 32% mediante la construcción de seis centrales. La capacidad de generación instalada de la hidroeléctrica El Cajón es de 750 MW.

Las ventajas y desventajas.

ventajas:

a. No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energía, constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita.

b. Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua.c. A menudo puede combinarse con otros beneficios, como riego, protección contra las

inundaciones, suministro de agua, caminos, navegación y aún ornamentación del terreno y turismo.

d. Los costos de mantenimiento y explotación son bajos.e. Las obras de ingenieria necesarias para aprovechar la energía hidraúlica tienen una duración

considerable.f. La turbina hidráulica es una máquina sencilla, eficiente y segura, que puede ponerse en

marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilancia siendo sus costes de mantenimiento, por lo general, reducidos.

Contra estas ventajas deben señalarse ciertas desventajas:

a. Los costos de capital por kilovatio instalado son con frecuencia muy altos.b. El emplazamiento, determinado por características naturales, puede estar lejos del centro o

centros de consumo y exigir la construcción de un sistema de transmisión de electricidad, lo que significa un aumento de la inversión y en los costos de mantenimiento y pérdida de energía.

c. La construcción lleva, por lo común, largo tiempo en comparación con la de las centrales termoeléctricas.

d. La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y de año en año.