Energía hidráulica

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Energía hidráulica

  1. 1. Origen de la energía hidráulica  La energía del agua es un aprovechamiento indirecto de la energía Solar, ya que tiene su origen en el Sol; esto es, el calor del Sol hace mover el “motor” del ciclo del agua o ciclo hidrológico.
  2. 2. Hechos históricos:  Los antiguos romanos y griegos aprovechaban ya la energía del agua; utilizaban ruedas hidráulicas para moler trigo.  La energía hidroeléctrica debe su mayor desarrollo al ingeniero civil británico John Smeaton, que construyó por vez primera grandes ruedas hidráulicas de hierro colado.
  3. 3. Proceso hidráulico  Convirtiendo la energía cinética (Ec = ½ · m · v2 ) y potencial (Ep = m · g · Δh ) de una masa al pasar por un salto en energía eléctrica. Es decir, la energía hidráulica se basa en aprovechar la caída del agua desde cierta altura.  El hombre aprovecha la energía cinética del agua instalando máquinas hidráulicas, que son capaces de moverse empujadas por el agua.
  4. 4. Proceso hidráulico PROCESO ENERGÉTICO Energía potencial del agua por encontrarse a cierta altura. Energía cinética del agua en la tubería por moverse a cierta velocidad. Energía cinética de rotación de la turbina producida por el agua. Energía eléctrica producida por el giro del alternador unido a la turbina. Utilización en el punto de consumo de la energía eléctrica.
  5. 5. Estudio físico de la energía hidráulica  La hidrodinámica estudia la dinámica de fluidos incompresibles. Etimológicamente, la hidrodinámica es la dinámica del agua, incluye el estudio de la dinámica de otros líquidos. Para ello se consideran entre otras cosas la velocidad, presión, flujo y gasto del fluido.
  6. 6. Estudio físico de la energía hidráulica  Principio de Bernoulli  Establece que en un líquido incompresible y no viscoso, la suma de la presión hidrostática, la energía cinética por unidad de volumen y la energía potencial gravitatoria por unidad de volumen, es constante a lo largo de todo el circuito. Es decir, que dicha magnitud toma el mismo valor en cualquier par de puntos del circuito. Su expresión matemática es:
  7. 7. Centrales Hidroeléctricas  Aplicando el principio de conservación de la energía, y conociendo que a medida que cae el agua, la energía potencial se transforma cinética, se logra generar energía eléctrica al mover grandes turbinas.
  8. 8. Centrales Hidroeléctricas  La energía hidroeléctrica es una de las más rentables. El costo inicial de construcción es elevado, pero sus gastos de explotación y mantenimiento son relativamente bajos. Aún así tienen unos condicionantes:  Las condiciones pluviométricas  El lugar de emplazamiento
  9. 9. Centrales Hidroeléctricas  El funcionamiento básico consiste en aprovechar la energía cinética del agua almacenada, de modo que accione las turbinas hidráulicas.  En el aprovechamiento de la energía hidráulica influyen dos factores: el caudal y la altura del salto para aprovechar mejor el agua llevada por los ríos, se construyen presas para regular el caudal en función de la época del año. La presa sirve también para aumentar el salto.  El agua del canal o de la presa penetra en la tubería donde se efectúa el salto. Su energía potencial se convierte en energía cinética llegando a las salas de máquinas, que albergan a las turbinas hidráulicas y a los generadores eléctricos. El agua al llegar a la turbina la hace girar sobre su eje, que arrastra en su movimiento al generador eléctrico.
  10. 10. COMPONENTES 1. Agua embalsada, 2. Presa, 3. Rejillas filtradoras, 4. Tubería forzada, 5. Conjunto turbina-alternador, 6. Turbina, 7. Eje, 8. Generador, 9. Líneas de transporte de energía eléctrica, 10. Transformadores
  11. 11. Tipos de Centrales Hidroeléctricas  Centrales de agua embalsada:  Se alimenta del agua de grandes lagos o de pantanos artificiales (embalses), conseguidos mediante la construcción de presas. El embalse es capaz de almacenar los caudales de los ríos afluentes, llegando a elevados porcentajes de captación de agua en ocasiones. Este agua es utilizada según la demanda, a través de conductos que la encauzan hacia las turbinas.
  12. 12. Tipos de Centrales Hidroeléctricas  Centrales de Bombeo:  Se denominan "de acumulación". Acumulan caudal mediante bombeo, con lo que su actuación consiste en acumular energía potencial. Pueden ser de dos tipos, de turbina y bomba, o de turbina reversible.  No es una solución de alto rendimiento, pero se puede admitir como suficientemente rentable, ya que se compensan las pérdidas de agua o combustible.
  13. 13. Impacto de la energía hidráulica VENTAJAS: INCONVENIENTES: - Es renovable. - No se consume. Se toma el agua en un punto y se devuelve a otro a una cota inferior. - Es autóctona y, por consiguiente, evita importaciones del exterior. - Es completamente segura para personas, animales o bienes. - No genera calor ni emisiones contaminantes (lluvia ácida, efecto invernadero...) - Genera puestos de trabajo en su construcción, mantenimiento y explotación. - Requiere inversiones muy cuantiosas que se realizan normalmente en comarcas de montaña muy deprimidas económicamente. - Genera experiencia y tecnología fácilmente exportables a países en vías de desarrollo. - Altera el normal desenvolvimiento en la vida biológica (animal y vegetal) del río. - Las centrales de embalse tienen el problema de la evaporación de agua: En la zona donde se construye aumenta la humedad relativa del ambiente como consecuencia de la evaporación del agua contenida en el embalse. - En el caso de las centrales de embalse construidas en regiones tropicales, estudios realizados han demostrado que generan, como consecuencia del estancamiento de las aguas, grandes focos infecciosos de bacterias y enfermedades. - Los sedimentos se acumulan en el embalse empobreciéndose de nutrientes el resto de río hasta la desembocadura.
  14. 14. Energía hidráulica en el Ecuador  Los proyectos Coca Codo Sinclair, Toachi Pilatón, la repotenciación de Baba y las reparaciones en San Francisco se suman a un total de 15 centrales más pequeñas que el Gobierno inaugurará hasta 2016, con el fin de disminuir la importación de energía Con el fin de evitar racionamientos energéticos e invertir una menor cantidad de recursos en la importación de combustibles para generación térmica y en compra de energía a otros países, las autoridades energéticas del Ecuador impulsan 15 proyectos hidroeléctricos, entre los cuales destacan Coca Codo Sinclair, Toachi Pilatón y el proyecto Baba. El caso de la hidroeléctrica San Francisco es distinto, porque ya funcionaba y actualmente está paralizada por reparaciones debido a que al poco tiempo de inaugurada presentó problemas operativos, lo que motivó la expulsión de la constructora Odebrecht del país, que regresó a mediados del año pasado con el pago de una multa de $20 millones.
  15. 15. Hidroeléctrica Paute  La Central Hidroeléctrica Paute Molino, o comúnmente conocida como represa Paute (Embal se Amaluza), ubicada en el río Paute, a 115 kilómetros de Cuenca, E cuador. Es la generadora hidroeléctrica más grande del Ecuador, contribuyendo con la mayor cantidad de energía eléctrica en el país, 1100 MW.
  16. 16. Proyecto COCA-CODO-SINCLAIR  El Proyecto Hidroeléctrico Coca Codo Sinclair de 1,500 megavatios (MW) está ubicado en la República del Ecuador, Provincias de Napo (Cantón El Chaco) y Sucumbíos (Cantón Gonzalo Pizarro).
  17. 17. Proyecto Toachi Pilaton  El Proyecto comprende dos aprovechamientos en cascada, llamados Pilatón-Sarapullo y Toachi- Alluriquín. La potencia instalada en las tres turbinas Francis de la casa de máquinas de Sarapullo es 49 MW, para un caudal máximo de 40 m3/s y una altura bruta máxima de 125 m; y, la potencia instalada en las tres turbinas Francis de la casa de máquinas de Alluriquín es 204 MW, para un caudal de 100 m3/s y una altura bruta máxima de 234 m.
  18. 18. Central Hidroeléctrica Marcel Laniado de Wind  La Central Hidroeléctrica "Marcel Laniado de Wind", es una obra de carácter nacional. La energía producida abastece, en conjunto con las otras centrales del país, a través del Sistema Nacional Interconectado, el mercado eléctrico del Ecuador.  La Central se ubica junto a los estanques amortiguadores de los túneles, al pie de la Presa Daule - Peripa, a 10 km aguas abajo de la confluencia de los ríos Peripa y Daule y a 190 km al norte de la ciudad de Guayaquil.

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