Hidroelectricas

Índice

1. Central hidroeléctrica………………………………………………………..………..3

2. Cuadro de peligros y riesgos dentro de una central hidroeléctrica………....….11

3. Diagrama de flujo y mapa de procesos……………………………….…………...13

4. PTS del proceso más crítico…………………………………………….…………..15

5. Conclusión………………………………………………………………….....………18

Generación:

1. Central hidroeléctrica.

En la central hidroeléctrica se pueden distinguir tres unidades:

• Unidad de generación:

La unidad de generación esta generalmente compuesta de una tubería que transporta el agua hacia la turbina, en la cual se produce la primera transformación de la energía potencial del agua en energía mecánica. El elemento básico de la turbina es el rotor, que cuenta con palas, hélices, o cuchillas colocados alrededor de su circunferencia, de tal forma que el fluido en movimiento provoca una fuerza tangencial que impulsa la rueda y la hace girar.

La energía mecánica se transfiere a través de un eje para proporcionar el movimiento del rotor del generador que gira dentro de un estator fijo. El eje de la turbina en su parte superior, tiene instalado el rotor que gira en el interior del estator fijo, girando el rotor con los electroimanes se inducen corrientes en los circuitos del estator y con ello se efectúa una segunda transformación, de energía mecánica a energía eléctrica.

• Unidad de transformación:

La unidad de transformación son máquinas eléctricas estáticas, cuya función es la de cambiar los parámetros de la energía eléctrica. Es decir, permite transmitir energía eléctrica desde un sistema con una tensión dada a otro sistema con una determinada tensión deseada.

Arrollamiento primario: Es al que se le aplicará la tensión que va a ser reducida o ampliada, dicho arrollamiento generará un campo magnético que inducirá una corriente eléctrica en el secundario.

Arrollamiento secundario: Hace referencia al bobinado que se verá inducido por el campo magnético producido por el arrollamiento primario, pudiendo adoptar de esta forma una corriente eléctrica cuando se cierra el circuito a través de sus extremos.

Núcleo: Es un armazón hecho de un metal ferroso y es por donde circulan las líneas de flujo magnético que produce el bobinado primario.

• Unidad de salida de línea.

Según la potencia instalada, las centrales hidroeléctricas pueden ser:

• Centrales hidráulicas de gran potencia: más de 10MW de potencia eléctrica.

• Mini centrales hidráulicas: entre 1MW y 10MW.

• Micro centrales hidroeléctricas: menos de 1MW de potencia.

•

Etapas de la central hidroeléctrica:

1. Embalse:

Es la acumulación de grandes volúmenes de agua, con capacidad suficiente para entregar la energía potencial (masa a una cierta altura) que luego se transformará en electricidad. Este embalse está contenido dentro de la presa o dique.

2. Presa:

La presa es una pared artificial que cierra un valle o depresión geográfica donde se almacena el agua.

En otros casos, la presa deriva un cierto caudal hacia las obras de conducción. Para levantar la presa, se construye un túnel que desvía provisionalmente el cauce del rio, llamado túnel de desviación. La presa puede incluir una estructura denominada vertedero, el cual permite que el agua excedente aportada al el embalse sea liberada y fluya directamente al cauce natural aguas abajo.

Con la construcción de una presa se consigue un determinado desnivel de agua, que es aprovechado para conseguir energía. La presa es un elemento esencial y su forma depende principalmente de la orografía del terreno y del curso del agua donde se tiene que situar.

Las presas se pueden clasificar, según el material utilizado en su construcción, en presas de tierra y presas de hormigón.

Las presas de hormigón son las más resistentes y las más utilizadas. Hay tres tipos de presas de hormigón en función de su estructura:

• Presas de gravedad: Son presas de hormigón triangulares con una base ancha que se va haciendo más estrecha en la parte superior. Son construcciones de larga duración y que no necesitan mantenimiento. La altura de este tipo de presas está limitada por la resistencia del terreno.

• Presa de vuelta: En este tipo de presas la pared es curva. La presión provocada por el agua se transmite íntegramente hacia las paredes del valle por el efecto del arco. Cuando las condiciones son favorables, la estructura necesita menos hormigón que una presa de gravedad, pero es difícil encontrar lugares donde se puedan construir.

• Presas de contrafuertes: Tienen una pared que soporta el agua y una serie de contrafuertes o pilares de forma triangular, que sujetan la pared y transmiten la carga del agua a la base.

No todas las centrales tienen exactamente la misma configuración: así, existen centrales de pie de presa (ubicadas en la misma presa), o centrales alejadas cierta distancia y que toman el agua llevándola hasta la central por medio de un canal y/o tubería.

Componentes importantes dentro de la presa:

 Aliviaderos y compuertas: En toda presa se construye algún tipo de aliviadero, calculado para el caudal máximo de crecida, que tiene por objeto proteger el lugar y la pera misma contra las inundaciones. Este puede formar parte integral de la presa o constituir estructura aparte. Los aliviaderos pueden ser fijos o móviles. Los aliviaderos móviles se denominan compuertas y los aliviadores fijos pueden reducirse a tres tipos: vertederos, pozos, sifones o vertedores sifónicos.

 Válvulas: dispositivos que permiten controlar y regular la circulación del agua por las tuberías.

 Chimeneas de equilibrio: son unos pozos de presión de las turbinas que se utilizan para evitar el llamado “golpe de ariete”, que se produce cuando hay un cambio repentino de presión debido a la apertura o cierre rápido de las válvulas en una instalación hidráulica.

3. Rejas filtradoras:

A la entrada de las conducciones de agua deben instalarse unas rejas para impedir la entrada de cuerpos sólidos. El tamaño de los barrotes de la reja y el espacio entre ellos, depende de su ubicación y el tipo de salto.

En el caso que la reja a instalar en la obra está ubicada en el cauce de un río, debe ser especialmente robusta, sobre todo si se prevén heladas, troncos, animales o similares. La reja es entonces de barrotes gruesos, de forma rectangular con separaciones de entre 30 y 50 cm.

A la entrada de la tubería, en la cámara de carga, dado que se encuentra directamente en el recorrido del agua hacia la turbina, la reja genera una pérdida de carga que no suele ser despreciable, por lo que su diseño debe ser cuidado.

 Limpia rejas:

Para evitar la colmación de la reja conviene hacer una limpieza frecuente de los objetos que quedad detenidos.

Si la central es de muy poca potencia y es vigilada, lo más sencillo es limpiarla manualmente con un rastrillo. En el resto de los casos es preferible la instalación de un limpia rejas automático.

Este limpia rejas es un rastrillo de mayor o menor tamaño según el modelo elegido, que es arrastrado mediante un mecanismo, por la superficie de la reja volcando la suciedad acumulada en una pequeña canaleta ubicada en la parte superior de la cámara de carga. Una vez en la canaleta, se inyecta un chorro de agua a presión que limpia la reja empujando la suciedad a un recipiente en el lateral.

4. Tubería forzada:

El objetivo de estas tuberías es transportar un cierto tipo de caudal de agua desde la cámara de carga hasta la casa de máquinas. Estas tuberías pueden estar instaladas sobre o bajo el terreno, según sea la naturaleza de éste, el material utilizado para la tubería, la temperatura ambiente y las exigencias medioambientales del entorno.

En la parte final de la tubería forzada, justo antes de la turbina, se coloca una válvula de cierre que hace las funciones de válvula de seguridad.

5. Conjunto de grupos turbina-alternador. (casa de máquinas)

El agua a presión de la tubería forzada va transformando su energía potencial en cinética, es decir, va perdiendo altura y adquiriendo velocidad. Al llegar a las máquinas, actúa sobre los álabes de la turbina hidráulica, transformando su energía cinética en energía mecánica de rotación.

La configuración física del edificio depende del tipo y numero de máquinas a utilizas y el tamaño de las mismas. En las instalaciones de eje vertical la estructura de la central suele dividirse verticalmente en tres niveles de abajo hacia arriba. (Como se muestra en la figura de arriba).

a) Nivel de tubos de aspiración, pozos o galería de desagüe.

b) Nivel

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