TRANSFORMACIN DE ENERGA: CENTRAL HIDROELCTRICA

1. RESUMEN:

La Central Hidroelctrica del Guavio es la segunda central en funcionamiento ms grande de Colombia con una capacidad instalada de 1213 MW distribuidos en 5 unidades, es subterrnea y est ubicada en la inspeccin de polica Mambita en el municipio de Ubal en Cundinamarca a 180 km al noreste de Bogot, D.C., su embalse abarca los municipios de Ubal, Gachal, Gachet, Gama y Junn, entr en operacin el 15 de diciembre de 1992, cuenta con la infraestructura necesaria para la instalacin de tres unidades adicionales, las cuales no fueron instaladas por falta de recursos econmicos, si se instalaran estas unidades seria capaz de generar 1900 MW, convirtindola en la de mayor capacidad instalada del pas

2. INTRODUCCIN

En una central hidroelctrica se utiliza energa hidrulica para la generacin de energa elctrica. Son el resultado actual de la evolucin de los antiguos molinos que aprovechaban la corriente de los ros para mover una rueda.

En general, estas centrales aprovechan la energa potencial que posee la masa de agua de un cauce natural en virtud de un desnivel, tambin conocido como salto geodsico. El agua en su cada entre dos niveles del cauce se hace pasar por una turbina hidrulica la cual transmite la energa a un generadordonde se transforma en energa elctrica.

Los primeros estudios de generacin elctrica por el cauce del ro Guavio se remontan a 1930 cuando el ingeniero alemn Alfred Oschsner hizo estudios para un proyecto hidroelctrico. Los estudios de la actual central se remontan a la dcada de los 70 realizada por la empresa colombiana de consultora en ingeniera Ingetec S.A

3. ENERGA HIDRULICA

Los antiguos aprovechaban ya la energa del agua; utilizaban ruedas hidrulicas para moler trigo. Sin embargo, la posibilidad de emplear esclavos y animales de carga retras su aplicacin generalizada hasta elsiglo XII. Durante la edad media, las enormes ruedas hidrulicas de madera desarrollaban una potencia

mxima de cincuenta caballos. La energa hidroelctrica debe su mayor desarrollo al ingeniero civil britnico John Smeaton, que construy por vez primera grandes ruedas hidrulicas de hierro colado. La hidroelectricidad tuvo mucha importancia durante la Revolucin Industrial. Impuls a las industrias textiles y del cuero y los talleres de construccin de mquinas a principios del siglo XIX. Aunque las mquinas de vapor ya estaban perfeccionadas, el carbn era escaso y la madera poco satisfactoria como combustible. La energa hidrulica ayud al crecimiento de las nuevas ciudades industriales que se crearon enEuropa y Amrica hasta la construccin de canales a mediados del siglo XIX, que proporcionaron carbn a bajo precio. Las presas y los canales eran necesarios para la instalacin de ruedas hidrulicas sucesivas cuando el desnivel era mayor de cinco metros. La construccin de grandes presas de contencin todava no era posible; el bajo caudal de agua durante el verano y el otoo, unido a las heladas en invierno, obligaron a sustituir las ruedas hidrulicas por mquinas de vapor en cuanto se pudo disponer de carbn.

4. CARACTERISTICAS DE UNA CENTRAL HIDROELECTRICA

Las dos caractersticas principales de una central hidroelctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generacin de electricidad son:

La potencia, que est en funcin del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal mximo turbinable, adems de las caractersticas de las turbinas y de los generadores usados en la transformacin.

La energa garantizada en un lapso de tiempo determinado, generalmente un ao, que est en funcin del volumen til del embalse, y de la potencia instalada.

La potencia de una central puede variar desde unos pocos MW (megavatios), como en el caso de las minicentrales hidroelctricas, hasta 14.000 MW como en Paraguay y Brasil donde se encuentra lasegunda mayor central hidroelctrica del mundo (la mayor es la Presa de las Tres Gargantas, en China, con una potencia de 22.500 MW), la Itaip que tiene 20 turbinas de 700 MW cada una.

Las centrales hidroelctricas y las centrales trmicas (que usan combustibles fsiles) producen la energa elctrica de una manera muy similar. En ambos casos la fuente de energa es usada para impulsar una turbina que hace girar un generador elctrico, que es el que produce la electricidad. Una Central trmica usa calor para, a partir de agua, producir el vapor que acciona las paletas de la turbina, en contraste con la planta hidroelctrica, la cual usa la fuerza del agua directamente para accionar la turbina.

Fig.1 Central hidroelctrica del Guavio

5. DATOS TECNICOS

Datos tcnicos que hacen que la central sea la ms grande de Colombia[1]

1. Casa de Mquinas.La casa de mquinas o caverna por su condicin subterrnea est ubicada en Mambita (Ubala Zona B).

2. Generales Almenara: tipo galera de expansin longitud 319 m, seccin en herradura y dimetro de excavacin 8,4 m Pozo de carga de 545 m de longitud Tnel inferior de carga de 1430 m de longitud Tnel de fuga de 5260 m de longitud Caverna de mquinas de dimensiones en planta de 234 m por 17 m y de una altura de 35 m Cinco turbinas Pelton de 230MW cada una Salto nominal: 1100 m Caverna de transformadores de dimensiones en planta de 201 m por 14 m y de una altura de 21 m Veinticuatro transformadores monofsicos. Lneas de transmisin de 230 kV y 127 km de longitud.

3. Generadores: Tiene capacidad para 8 turbinas tipo Pelton de las cuales hacen falta 3 por construir.

Marca: Sulzer Escher Wyss. Caudal: 25 m Capacidad de Generacin por cada unidad: 230 MW y 13.8 kV a 450 RPM

4. Vlvula esfrica: La vlvula esfrica se encarga de dar el paso al caudal hacia la turbina.

5. Turbina Pelton: El inyector lanza directamente el chorro de agua contra la serie de paletas en forma de cuchara montadas alrededor del borde de una rueda. Cada paleta invierte el flujo de agua, disminuyendo su energa. El impulso resultante hace girar la turbina. Las paletas se montan por pares para mantener equilibradas las fuerzas en la rueda. La turbina Pelton es un tipo de turbina de impulso y es la ms eficiente en aplicaciones donde se cuenta con un gran desnivel de agua.

Dado que el agua no es un fluido compresible, casi toda la energa disponible se extrae en la primera etapa de la turbina. Por lo tanto, laturbina Pelton tiene una sola rueda, al contrario de las turbinas que operan con fluidos compresibles. La marca de la rueda es Sulzer Escher Wyssde Suiza.

6. Inyector: El inyector es el que se encarga de liberar y guiar el chorro de agua hacia la rueda Pelton. Sus partes ms importantes son el deflector que se encarga de dar la direccin al chorro y la aguja la cual da el caudal requerido.

7. Generador: Es la parte ms importante de toda la unidad pues es donde se transforma la energa de rotacin en elctrica teniendo en cuenta que la energa de rotacin viene de la energa hidrulica. La marca del generador es General Electric

Fig. 2 Caverna de mquinas (casa de mquinas)

6. POTENCIA DE UNA CENTRAL HIDROELCTRICALa potencia de una central hidroelctrica se mide generalmente en Megavatios (MW) y se calcula mediante la frmula siguiente:

Donde:Pe = potencia en vatios (W) = densidad del fluido en kg/mt = rendimiento de la turbina hidrulica (entre 0,75 y 0,90)g = rendimiento del generador elctrico (entre 0,92 y 0,97)m = rendimiento mecnico del acoplamiento turbina alternador (0,95/0.99)Q = caudal turbinable en m3/sH = desnivel disponible en la presa entre aguas arriba y aguas abajo, en metros (m)En una central hidroelctrica se define:Potencia media: potencia calculada mediante la frmula de arriba considerando el caudal medio disponible y el desnivel medio disponible.Potencia instalada: potencia nominal de los gruposgeneradores instalados en la central

7. CERTIFICACION AMBIENTAL:

A finales del 2005 la central recibe la certificacin ambiental ISO 14001, gracias al esfuerzo de las directivas de Emgesa y el trabajo realizado en la central, se realizaron campaas educativas con la comunidad local para manejo de desechos y reciclaje dando en un principio incentivos econmicos a las familias que ms reciclaran. En un documento Emgesa expresa su compromiso con Colombia es su gestin ambiental. [2]

8. CONCLUSIONES:

Esta transformacin de la energa es una de las mas importantes porque, utiliza el cambio de energas en este caso transforma la energa cintica a energa mecnica y finaliza con la energa elctrica

Esta transformacin es muy importante ya que la transformacin de energa cintica ala energa elctrica e es el fundamental para el desarrollo industrial de todos los pases, parte importante del desarrollo social, y elemento esencial para el desarrollo tecnolgico

Esta transformacin es importante ya que no genera calor ni emisiones contaminantes (lluvia cida, efecto invernadero. Gases txicos...) entre otros.

https://prezi.com/reidh-fe4s_j/copy-of-central-hidroelectrica-de-guavio/