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Central hidroeléctrica parte 1 - Monografía



 
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Electricidad. Producción eléctrica. Centrales. Turbinas. Generadores. Energía nuclear



La Electricidad


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La electricidad se genera a partir de otras fuentes de energía, principalmente en: centrales hidroeléctricas donde se usa la fuerza mecánica de agua o en centrales termoeléctricas donde se produce electricidad a partir del carbón, petróleo y otros combustibles. También puede generarse a partir de la Energía Eólica, Solar y Biomásica entre otras.
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CENTRALES, TURBINAS Y GENERADORES



La electricidad que nosotros consumimos, y que se transporta a través de una red de cables, se produce básicamente al transformar la energía cinética en energía eléctrica. Para ello, se utilizan turbinas y generadores. Las turbinas son enormes engranajes que rotan sobre sí mismos una y otra vez, impulsados por una energía externa. Los generadores son aparatos que transforman la energía cinética -de movimiento- de una turbina, en energía eléctrica.
En Chile, existen dos tipos principales de centrales generadoras de electricidad: hidroeléctricas y termoeléctricas (térmicas a vapor, térmicas a gas y de ciclo combinado).

Centrales hidroeléctricas



Utilizan la fuerza y velocidad del agua corriente para hacer girar las turbinas. Las hay de dos tipos: de pasada (que aprovechan la energía cinética natural del agua corriente de los ríos) y de embalse (el agua se acumula mediante represas, y luego se libera con mayor presión hacia la central hidroeléctrica).

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ESQUEMA DE PRINCIPIO DE UNA CENTRAL HIDROELECTRICA



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Pasos para construir una represa



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HIDROLOGIA



1-. Análisis de Disponibilidad de agua
2-. Modelos hidrológicos para rellenar y extender registros de lluvia y para generar series de caudales de largo plazo.
3-. Cálculo de Crecidas Máximas Probables y Crecidas de Diseño para los proyectos hídricos
4-. Tránsito de Crecidas

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CONSTRUCCIÓN DE OBRAS



5-. Construcción de Proyectos de Pequeñas Centrales Hidroeléctricas
6-. Construcción y Supervisión de Obras Hidráulicas.
7-. Construcción y Supervisión de Obras Civiles en general

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Si se acumula agua en un embalse, por gravedad, tiende a bajar al nivel del mar o sea, mientras el agua no tenga libertad de movimiento, contiene almacenada energía potencial, la cual también se conoce como energía estática. De esta forma el agua en movimiento transforma aquella capacidad de trabajo en fuerza viva o energía cinética, capaz de mover, por ejemplo, una rueda hidráulica.
Así las moléculas del agua corriente que bajan de la presa por gravedad, al ser desviadas por los álabes de la rueda hidráulica, pierden velocidad y les ceden una parte de energía cinética, la cual, al hacer girar una turbina, se convierte en energía mecánica. A su vez la turbina acciona un alternador cuya rotación produce una corriente de electrones que, por haber cambiado de estado, desarrollan energía eléctrica; ésta se transforma en energía radiante y en energía calorífica cuando el filamento de una lámpara opone cierta resistencia al paso de la corriente.

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Centrales termoeléctricas



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Usan el calor para producir electricidad. Calientan una sustancia, que puede ser agua o gas, los cuales al calentarse salen a presión y mueven turbinas y entonces el movimiento se transforma. Como ya hemos visto, para alimentar una central termoeléctrica se pueden usar muchas fuentes energéticas: carbón, petróleo, gas natural, energía solar, geotérmica o nuclear, biomasa… Estas son las utilizadas principalmente en Chile:

1. Centrales térmicas a vapor.

En este caso, se utiliza agua en un ciclo cerrado (siempre es la misma agua). El agua se calienta en grandes calderas, usando como combustible el carbón, gas, biomasa, etc. La turbina se mueve debido a la presión del vapor de agua, y su energía cinética es transformada en electricidad por un generador.

2. Centrales térmicas a gas.

En vez de agua, estas centrales utilizan gas, el cual se calienta utilizando diversos combustibles (gas, petróleo o diesel). El resultado de esta combustión es que gases a altas temperaturas movilizan a la turbina, y su energía cinética es transformada en electricidad.

3. Centrales de ciclo combinado

. Utilizan dos turbinas, una a gas y otra a vapor. El gas calentado moviliza a una turbina y luego calienta agua, la que se transforma en vapor y moviliza, a su vez, a una segunda turbina.

Centrales eólicas


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Las centrales eólicas aprovechan la fuerza del viento que mueve las hélices para producir electricidad en el generado

Las partes que componen una aeroturbina son:

- Rotor o turbina: es el que transforma la energía del viento en energía mecánica.
- Sistema de orientación: tiene la función de colocar el rotor perpendicular a la dirección del viento.
- Sistema de regulación: tiene la función de disminuir la velocidad de encendido, mantener la potencia y la velocidad del rotor y pararlo cuando el viento sobrepase una velocidad determinada.
- Conversor energético: transforma la energía obtenida en el eje rotor.
- Coraza: soporta y protege el conversor energético y, normalmente, los sistemas de regulación y orientación.
- Soporte o torre: es el soporte de todo el equipo. Eleva el rotor para mejorar la captación y absorber las vibraciones que se producen.

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