central eléctrica:
conjunto de maquinas motrices generadores, aparatos de maniobra y protección etc., que sirven para la producción de energía eléctrica. En realidad, el nombre de “central eléctrica “, es la abreviación de central generadora de energía eléctrica lo que hay que tener en cuenta para evitar confusiones con otros conceptos relacionados.La central eléctrica se denomina Central térmica cuando la energía eléctrica se produce por medio de máquinas motrices térmicas (turbinas de vapor, motores Diesel, etc..), central hidráulica cuando las maquinas motrices son turbinas hidráulicas y central nuclear cuando se aprovecha la energía existente en los núcleos atómicos de ciertos cuerpos.
subcentral eléctrica/subestacion eléctrica, al conjunto de aparatos y dispositivos de transformación, conversión y distribución de energía eléctrica, instalados en un edificio o al aire libre y cuya misión es alimentar una red eléctrica.Entre las subestaciones eléctricas, distinguiremos:
1. Subestacion transformadora. Destinada a transformar la corriente alterna de una tensión determinada, en corriente alterna de otra tensión diferente.
2. Subestación convertidora Destinada a convertir la corriente alterna en corriente continua, o viceversa.3.Subestación distribuidora:destinada a distribuir la energía eléctrica sin modificar sus características.
Centrales hidráulicas:
Son instalaciones de generación, cuyo Kw/h es el más barato, son las de más alto rendimiento (90%), al ser sumamente cara la instalación son las de mayor vida útil (aprox. 50 años). Son regulables y de rápida puesta en marcha, y su tiempo de funcionamiento máximo es de 12 horas; esto obedece a que una vez que ha bajado el nivel del embalse deberá detenerse el mismo tiempo para restituirlo, cuando solo se usa el agua del embalse.
Elementos de una central hidráulica:
Presa
:es una construcción que se levanta en el lecho del río para atajar el agua, produciendo una elevación de su nivel que permite la derivación de ella, o bien para almacenar el agua regulando el caudal del río.
Canal de derivación
se utiliza para conducir el agua desde la presa de derivación hasta las turbinas de la central,los canales de derivación están revestidos interiormente de mampostería, hormigón en masa u hormigón armado para evitar filtraciones en el terreno.
Tuberías de presión:
su objetivo es la de conducir el agua desde la cámara de presión a las turbinas cuando, por causa de la altura del salto, se precisa tal disposición para transformar la energía potencial de posición que tiene el agua en la cámara de presión, en energía potencial presión, que tiene junto a la turbina y al final de la conducción forzada. Ya he indicado en un párrafo anterior que para alturas salto inferiores a unos 15 m, bastaba con un canal sin carga de presión; cuando la altura de salto es superior al límite citado, deben emplearse conducciones forzadas.
Compuertas:
Las compuertasse utilizan para cerrar las conducciones de agua ( canales – tuberías), así como para regular el caudal de agua en dichas conducciones. En los aprovechamientos hidroeléctricos, las compuertas sitúan, como hemos visto, en las tomas de agua, en los desagües de fondo, en los canales de derivación.
Accionamiento de las compuertas
:Para elevar una compuerta es necesario un esfuerzo que ha de ser superior al peso propio de la compuerta y a los rozamientos originados por la presión hidráulica; en las compuertas de rodadura y de segmento, el peso propio es mayor que el rozamiento, producido por la presión hidráulica por lo que la acción de dicho peso propio basta para provocar el descenso de la compuerta. Solamente las compuertas de pequeñas dimensiones pueden accionarse manualmente. Para ello, se utiliza un torno con eje de madera o hierro, accionado por dos manivelas y, muchas veces,provisto de engranajes.Otras veces se emplea un elevador de tornillo.
Órganos de obturación ( Válvulas ):
denominados, en general, válvulas, se utilizan para abrir y cerrar el paso del agua por los conductos forzados. Según el empleo a que están destinados, los órganos de obturación pueden ser:
Organos de seccionamiento, cuya misión es cerrar el paso del agua hacia las turbinas, cuando sea necesario.
Organos de seguridad, que deben obturar el conducto, no solamente en el caso en que el caudal sobrepase el absorbido normalmente por la turbina, sino también, en caso de embalamiento de esta última. Estas válvulas están provistas, casi siempre, de dispositivos automáticos de cierre,que entran en acción cuando la velocidad del agua sobrepasa un valor máximo, fijado de antemano.
Cámara de turbinas:
es el espacio destinado en una central hidroeléctrica para el alojamiento de las turbinas hidráulicas. Al hablar de las máquinas motrices, ya se estudiaron las turbinas hidráulicas con suficiente detalle: características de funcionamiento, tipos de turbinas, normas para la elección del tipo de turbina más adecuado, Tubo de aspiración:
:sirve de enlace entre la turbina y el desagüe y para aprovechar, además, el salto entre ambos elementos. Se construye de hormigón o de chapa de acero y ha de tener una sección variable para conseguir la máxima recuperación de la energía cinética del agua a la salida del rodete de la turbina.El tubo debe ser lo más recto posible; pero cuando la instalación no lo permite sin gran coste de excavación, el tubo se encorva suavemente, desaguando horizontalmente, dando a la salida mayor dimensión a la luz horizontal que a la vertical y abocinándolo gradualmente para disminuir la velocidad residual.
Canal de desagüe
recoge el agua a la salida de la turbina para devolverla nuevamente al río en el punto conveniente. A la salida de las turbinas, el agua tiene todavía una velocidad importante y, por lo tanto, bastante poder erosivo y para evitar socavaciones del piso o paredes hay que revestir cuidadosamente el desemboque del agua de las turbinas.
Casa de máquinas:
En la casa de maquinas de una central hidroeléctrica, se montan los grupos eléctricos para la producción de la energía eléctrica, así como la maquinaria auxiliar necesaria para su funcionamiento. Como puede comprenderse, las disposiciones adoptadas para las casas de máquinas, son variadísimas y dependen de las circunstancias y condiciones del aprovechamiento hidroeléctrico. Las centrales al exterior constan, esencialmente de una nave donde se instalan los grupos generadores y de uno o varios edificios adosados o anejos para la instalación de los transformadores, maquinaria auxiliar y aparatos de corte. Ventajas:No contamina el ambiente,Emplea un recurso renovable,Genera potencia a baja temperatura, Las instalaciones auxiliares son reducidas, Arranque instantáneo con carga en pocos minutos.
Clasificacion de las centrales electricas:
Centrales de alta presión: Alturas de saltó hidráulica superiores a los 200 m. Como máquinas motrices se utilizan.
Centrales de media presión:
Alturas de salto hidráulica comprendidas entre 20 y 200 m. Las máquinas motrices empleadas son las turbinas Francis medias y rápidas, correspondiendo estas últimas a los saltos de menor altura, dentro de los límites indicados.
Centrales de baja presión:
Alturas de salto hidráulica, inferiores a 20 m. Es la zona de utilización de turbinas extrarrápidas y turbinas de hélice.
Aprovechamiento de energia hidraulica:
El aprovechamiento de energía hidráulica, que justamente son los saltos de agua de los ríos, para generar energía eléctrica, la biomasa, que es la descomposición de la materia orgánica, la energía geotérmica, que es el aprovechamiento del calor de las capas internas de la tierra. Estas energías no se agotan se renuevan constantemente, y además no afectan el medio ambiente. En dicho aprovechamiento tienen que ver dos factores muy importantes, el caudal y la altura del salto de agua, las represas sirven para regular el caudal en función de la época de año que estemos, y además para aumentar el salto. El agua del caudal penetra en los tubos en donde es efectuado el salto, esta energía conseguida se convierte en energía cinética, llegando a las salas de máquinas, que es en dónde están las turbinas hidráulicas, y los generadores de electricidad, entonces el agua llega a la turbina y hace girar a ésta que arrastra en su movimiento al generador eléctrico. Las represas dependen de un gran embalse de agua, luego el caudal de dicha agua se controla y se logra mantener en forma constante, luego el agua es devuelta al río tal como se formo en su orígen, y ésta puede ser usada para el consumo o por otra represa si la hubiere aguas abajo.
Hay que tener en cuenta que las centrales hidroeléctricas tienen algunas desventajas desde el punto de vista ecológico;
la vida de los peces se ve alterada, y debe ser controlada de alguna manera en el futuro. Y además pueden éstas represas inundar tierras vecinas fértiles para el cultivo, y en algunas ocasiones es preciso evacuar a la gente del lugar.