PRODUCCION DE ENERGIA

APROVECHAMIENTO DE LA ENERGIA ELECTRICA

El aprovechamiento de la energía potencial acumulada en el agua para generar electricidad es una forma clásica de obtener energía. Alrededor del 20% de la electricidad usada en el mundo procede de esta fuente. Es, por tanto, una energía renovable pero no alternativa, estrictamente hablando, porque se viene usando desde hace muchos años como una de las fuentes principales de electricidad.

La energía hidroeléctrica que se puede obtener en una zona depende de los cauces de agua y desniveles que tenga, y existe, por tanto, una cantidad máxima de energía que podemos obtener por este procedimiento. Se calcula que si se explotara toda la energía hidroeléctrica que el mundo entero puede dar, sólo se cubriría el 15% de la energía total que consumimos. En realidad se está utilizando alrededor del 20% de este potencial, aunque en España y en general en los países desarrollados, el porcentaje de explotación llega a ser de más del 50%. 

MOTOR DE BOMBEO

CENTRO DE BOMBEO DE UNA HIDROELECTRICA

Esta vista muestra el extremo sur de la represa de Guayabal en las cercanías del Barrio Guayabal. Esta parte de la estructura no tiene compuertas y es mucho más alta que el lado donde están las compuertas.

Represa Del Lago Guayabal (Puerto Rico)

Construida en 1912 en el Río Jacaguas para riego y control de inundaciones. Su capacidad fue aumentada en la década de 1940 cuando se aumentó su nivel y se constuyeron las compuertas, 22 en total. Tiene casi 1 Km de largo lo que la convierte en una de las represas más largas, si no la más larga. Originalmente la carretera PR-149 pasaba sobre la misma pero luego fue relocalizada al construirse las compuertas. Esta represa está localizada entre Juana Díaz y Villalba. La foto fue tomada desde el extremo de Villalba. El Lago Guayabal se encuentra aguas abajo del Lago Toa Vaca en Villalba.

 

 

 

CORTE LATERAL DE UNA REPRESA

Generacion De Energia en una Represa

COMPOSICION

REPRESA DEL GURI

EMBALSE DEL GURI

El lago artificial o embalse formado detrás de la presa se llama embalse de Guri.

El embalse de Guri es el embalse de agua más grande de Venezuela, por su extensión y volumen de agua almacenada es el segundo cuerpo lacustre más grande del país sólo superado por el lago de Maracaibo. El embalse o lago de Guri se encuentra localizado en el estado Bolívar. Este embalse se encuentra formado por la presa de Guri, donde se encuentra la Central Hidroeléctrica Simón Bolívar.

CONSTRUCCION DE LA OBRA

La ejecución de esta obra en su primera fase comienza en 1963 y finaliza en 1978, con una capacidad de 2.065 en 10 unidades, con el embalse a la cota máxima de 215 metros sobre el nivel del mar.

La etapa final de la represa de Guri, concluida en 1986, consistió en la realización de los trabajos siguientes:

• Realzamiento de la presa de gravedad y aliviadero hasta la cota 272 metros sobre el nivel del mar.
• Construcción de dos presas de gravedad a ambas márgenes del río.
• Construcción de una segunda casa de máquinas que alberga 10 unidades generadoras, de 730 MW cada una, al pie de una presa de gravedad situada en la margen derecha del río.
• Excavación de un segundo canal de descarga.
• Construcción de dos presas de tierra y enrocamiento a ambas márgenes del río.
• Construcción de los diques de cierre.

EN VENEZUELA

La Central Hidroeléctrica Simón Bolívar, también llamada Represa del Guri, y antes conocida como Central Hidroeléctrica Raúl Leoni (desde 1974 hasta el 2006, cuando se renombró mediante decreto presidencial) se encuentra ubicada en el Estado Bolívar, en el Cañón de Necuima, 100 kilómetros aguas arriba de la desembocadura del río Caroní en el Orinoco.

La generación de esta planta supera los 50.000 GWh al año, capaces de abastecer un consumo equivalente cercano a los 300.000 barriles diarios de petróleo, lo cual ha permitido cumplir con la política de sustitución de termoelectricidad por hidroelectricidad dictada por el Gobierno de Venezuela, con la finalidad de ahorrar combustibles líquidos que pueden ser utilizados para su exportación o su conservación con otros fines. La energía producida por la represa es consumida por gran parte del país, inclusive alimentando parte de la ciudad de Caracas, además, se prevé vender una parte de dicha energía a Brasil.

POTENCIA DE UNA CENTRAL HIDROELECTRICA

La potencia de una central hidroeléctrica se mide generalmente en Megavatios (MW) y se calcula mediante la fórmula siguiente:

donde:

• P_e = potencia en vatios (W)
• ρ = densidad del fluido en kg/m³
• η_t = rendimiento de la turbina hidráulica (entre 0,75 y 0,90)
• η_g = rendimiento del generador eléctrico (entre 0,92 y 0,97)
• η_m = rendimiento mecánico del acoplamiento turbina alternador (0,95/0.99)
• Q = caudal turbinable en m³/s
• H = desnivel disponible en la presa entre aguas arriba y aguas abajo, en metros (m)

En una central hidroeléctrica se define:

• Potencia media: potencia calculada mediante la fórmula de arriba considerando el caudal medio disponible y el desnivel medio disponible.
• Potencia instalada: potencia nominal de los grupos generadores instalados en la central.

La Presa Hoover

Es una presa de hormigón de arco-gravedad, ubicada en el curso del río Colorado, en la frontera entre los estados de Arizona y Nevada (EE. UU.). Está situada a 48 kilómetros al sureste de Las Vegas. Los diecisiete generadores de turbina principales en esta central eléctrica generan un máximo de 2074 megavatios de energía hidroeléctrica. Todas las centrales hidroeléctricas generan una cantidad variable de energía según la demanda varía a lo largo del día. De hecho, una gran ventaja de la energía hidroeléctrica es la capacidad de responder rápida y fácilmente a la variación de la demanda.

 

Tres Gargantas


La presa de las Tres Gargantas está situada en el curso del río Yang-Tse en China y es la planta hidroeléctrica y de control de inundaciones más grande del mundo.

La presa se levanta a orillas de la ciudad Yichang, en la provincia de Hubei, en el centro de China. El futuro embalse llevará el nombre de Sandouping, y podrá almacenar 39.000 millones de m³. Contará con 32 turbinas de 700 MW cada una,14 instaladas en el lado norte de la presa, 12 en el lado sur de la presa y seis más subterráneas totalizando una potencia de 22,5 gigavatios (GW), generando en conjunto una energía eléctrica de unos 100 TWh al año.
Si bien desde 2002 ya está genrando electricidad, esta prevista su finalización para el año 2009.

DE NOCHE

la represa Yacyretá como obra civil

Además del dique de la represa, que tiene 808 m de largo, el embalse consta de una presa de materiales sueltos de casi 65 km, que cierra los dos brazos del río divididos por la isla Yacyretá; la central hidroeléctrica propiamente dicha se asienta parcialmente sobre ésta, uno de los últimos espolones de la pared basáltica levantada por la falla que recorre en dirección NE-SO el sustrato de la provincia de Corrientes, y a la que se debe la existencia de los saltos. Los extremos se apoyan en la costa argentina, en la localidad de Rincón Santa María, y en la paraguaya, junto a la de Santos Cosme y Damián. El lago artificial producido por el cierre del cauce del río se alzaría a 21 m por encima de su nivel previo, y cubriría 1600 km².

En cada brazo hay un vertedero; las turbinas están fijadas en el brazo principal, en un vertedero de 18 compuertas que permiten un flujo máximo de 55.000 m³/s. El otro brazo del río cuenta con 16 compuertas más, con capacidad para otros 40.000 m³/s.

Excavada en el lecho basáltico, una esclusa permite la circulación de embarcaciones de hasta 3,61 metros (12 pies). Un sistema de elevación —diseñado después de que estudios ecológicos demostraran que la presencia del dique inhibiría la reproducción de las especies migratorias del Paraná —en especial el dorado y el surubí— permite a los especímenes que nadan río arriba salvar los 25 metros de diferencia para desovar en el Alto Paraná.

La casa de máquinas tiene 70 m de altura medidos desde los cimientos hasta el techo. La caída de agua (15 m actualmente; 21,3 m cuando se alcance la cota 83 msnm) tiene un caudal medio de 8000 m³/s que pasan por las turbinas y producen energía en forma continua. Para comparar dimensiones, las cataratas del Iguazú tienen 70 m de altura y un caudal medio de 1750 m³/s (la quinta parte del caudal turbinado por Yacyretá).

represa hidroeléctrica de Yacyretá-Apipé

Otra de las represas importantes es la represa hidroeléctrica de Yacyretá-Apipé (del guaraní jasy retã, ‘tierra de la Luna’) es una central hidroeléctrica construida sobre los saltos de Yacyretá-Apipé en el río Paraná, en la provincia de Corrientes Argentina y el departamento Misiones Paraguay.

A través de cada turbina pueden pasar 2630 millones de litros de agua por hora, o sea que por las 20 turbinas de Yacyretá puede pasar cada hora el equivalente al consumo de agua potable de 13 días de la ciudad de Asunción (capital del Paraguay) o de 2 días de la ciudad de Buenos Aires. La represa fue inaugurada el 7 de julio de 1998 por los Presidentes de Argentina Carlos Menem y su par de Paraguay Juan Carlos Wasmosy.

DIVERSAS REPRESAS HIDROELECTRICAS EN EL MUNDO

PARAGUAY

Hasta 1970, toda la energía eléctrica utilizada en el país provenía de usinas termoeléctricas. En 1970, entre tanto, fue inaugurada la usina hidroeléctrica de Acaray, a fin de transformar el país en exportador de electricidad a Brasil y a Argentina. La represa del Yguazu fue construida en el año 1977, esta presa es una presa de acumulación de agua, como para ser utilizada en casos de necesidad de suministrar agua a la Represa de Acaray, larga diariamente un volumen promedio de aguas de cien metros cúbicos, con un máximo 200 metros cúbicos, pero en varias horas.

El 5 de mayo de 1984 comenzó a operar la usina hidroeléctrica de Itaipú, la represa hidroeléctrica más grande del mundo. Esta usina fue resultado de una cooperación entre Paraguay y Brasil y que hizo del Paraguay uno de los mayores exportadores de energía. La represa cuenta con 20 turbinas y una capacidad instalada de 14.000 MW compartidos en partes iguales entre Paraguay y Brasil. En 2004, Paraguay consumió el 16% de la energía que le corresponde y el resto la exportó a Brasil.

Caracateristicas de una central hidroelectrica

Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad son:

• La potencia, que está en función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal máximo turbinable, además de las características de las turbinas y de los generadores usados en la transformación.
• La energía garantizada en un lapso de tiempo determinado, generalmente un año, que está en función del volumen útil del embalse, y de la potencia instalada.

En una central hidroeléctrica se utiliza energía hidráulica para la generación de energía eléctrica. Son el resultado actual de la evolución de los antiguos molinos que aprovechaban la corriente de los ríos para mover una rueda.

En general, estas centrales aprovechan la energía potencial que posee la masa de agua de un cauce natural en virtud de un desnivel, también conocido como salto geodésico. El agua en su caída entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidráulica la cual transmite la energía a un generador donde se transforma en energía eléctrica.

CORTE TRANSVERSAL DE UNA REPRESA HIDROELECTRICA

presa de las tres gargantas

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

La vida útil de una represa es muy variable. Ello depende de diversos factores; por ejemplo, si se construye una represa en una zona húmeda (que recibe abundantes precipitaciones) y que ha sido deforestada, el exceso de sedimentos que arrastrará el río contribuirá a la colmatación del embalse y eso reducirá su vida útil.

La presa también actúa como una barrera infranqueable para muchos peces: interrumpe la migración para el desove de muchas especies. Para evitar este problema se construyen conductos especiales, similares a escaleras mecánicas o ascensores. Sin embargo, no suelen ser muy efectivos, ya que la mortandad de peces registrada en este pasaje (por estrés, golpes o heridas) resulta muy elevada.

Actualmente, la energía de las plantas hidroeléctricas proporciona el 22% de la electricidad en el mundo. La hidroenergía tiene una producción energética neta elevada, costos de operación y mantenimiento relativamente bajos, pero el costo de construcción de todo el sistema es alto.

FUNCIONAMIENTO DE LAS REPRESAS

Para el funcionamiento de la represa, se deja fluir el agua acumulada en el embalse a través de conductos. De esta manera se impulsan hidroturbinas que, al rotar, generan energía eléctrica. La energía generada se envía, mediante cables de alta tensión, hasta las centrales de distribución y transformación de la electricidad.

La represa divide al río en dos sectores: aguas arriba (desde el embalse hasta la naciente del río) y aguas abajo (desde las hidroturbinas hasta la desembocadura del río).

El funcionamiento de la represa hidroeléctrica no produce emisiones de dióxido de carbono ni de otros contaminantes. Sin embargo, puede generar procesos de erosión y disminución de la fertilidad natural de los terrenos agrícolas que se encuentran aguas abajo de la represa, dado que esos suelos, tras la construcción de la represa, ya no reciben los sedimentos y nutrientes que transportaba el río. Estos sedimentos, al quedar retenidos por la represa, van rellenando el embalse (proceso conocido como colmatación), y reducen la vida útil del sistema.

Represa hidroeléctrica

Las represas hidroeléctricas son sistemas diseñados y construidos para producir energía eléctrica mediante el aprovechamiento del caudal de los cursos de agua.

Los grandes sistemas hidroeléctricos están constituidos por extensos cuerpos de agua denominados embalses . Éstos son creados artificialmente mediante la construcción de una presa o muralla de gran altura que atraviesa en forma perpendicular el río. En los embalses se acumula agua para asegurar su suministro en épocas de sequía. Si el emprendimiento hidroeléctrico es de menor importancia, se construye una presa de baja altura, sin embalse o con uno pequeño. En este caso, el flujo de agua que se utiliza para generar electricidad puede alterarse según la variación del caudal en distintas épocas del año.