turbinas hidráulicas 1

8/18/2019 Turbinas Hidráulicas 1

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Turbinas Hidráulicas:

Las turbinas son maquinas que extraen energía de una corriente de fuido. Elarreglo de paletas, aspas o cubetas unidas al eje de la turbina recibe el nombrede rotor, rueda o rodete. En las turbinas hidráulicas el fuido de trabajo es

agua, por lo que el fujo es incompresible. En las turbinas de gas y en turbinasde vapor la densidad del fuido de trabajo puede cambiar signicativamente.

Las turbinas hidráulicas convierten la energía en potencia de agua almacenadaen trabajo mecánico. ara maximi!ar la eciencia de la turbina siempre es unameta el dise"o descargar el agua desde la turbina a presi#n atmos$%rica, lomás cerca posible a la elevaci#n del canal de descarga, y con la energíacin%tica residual mínima posible.

El transporte del fujo de agua dentro de la turbina, con p%rdidas de energíamínima, tambi%n es importante. &n gran n'mero de detalles de dise"o deben

considerarse, tales como la geometría de entrada, rejillas de basura, etc. Eln'mero de grandes $abricantes ha disminuido a unos cuantos, pero lasunidades de peque"a escala se están volviendo abundantes. El enorme costode una planta hidroel%ctrica de tama"o comercial justica el empleoexhaustivo de pruebas de modelos a escalas para concretar los detalles dedise"o.

Principios de turbo maquinas:

Las perdidas hidráulicas en largas tuberías de alimentaci#n deben considerarsecuando se dise"a la instalaci#n para maquinas de alta carga, tales como lasturbinas de impulso( un diámetro optimo para la tubería de entrada quemaximi!a la potencia de salida de la turbina puede determinarse para estasunidades.

La salida de potencia de la turbina es proporcional a la relaci#n de fujovolum%trico multiplicada por la di$erencia de presi#n a trav%s de la tubería. )fujo cero, se dispone de la carga hidrostática total, pero la potencia es cero. )medida que la relaci#n de fujo aumenta, disminuye la carga neta a la entradade la turbina. La potencia primero aumenta, alcan!a un máximo y luegodisminuye otra ve! cuando se incrementa la relaci#n de fujo. ara un diámetrodado del tubo de carga, la potencia máxima te#rica se obtiene cuando un

tercio de la carga bruta se disipa por perdidas de $ricci#n en el tubo de carga.En la práctica, el diámetro del tubo de carga se elige mayor que el mínimote#rico, y solo de *+ a * por ciento de la carga bruta se disipa por $ricci#n.

-e requiere cierto diámetro mínimo del tubo de carga para producir una salidade potencia determinada. El diámetro mínimo depende de la salida de potenciadeterminada. El diámetro depende de la salida de potencia deseada, la cargadisponible y el material y la longitud de tubo de carga.


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Tipos de turbinas:

Las dos clasicaciones más generales de turbinas son las de impulso o deacci#n y de reacci#n.

• Turbinas de AcciónEn las turbinas de acci#n, toda la energía en el rodete se intercambia en$orma de velocidad. )unque hay di$erentes dise"os, en las aplicacionesen centrales hidroel%ctricas, las turbinas de acci#n se emplean sonturbinas de tipo elton. Las turbinas elton tiene un dise"o de rodeteparticular, donde los alabes tiene $orma de cucharas o cangilones. Las

turbinas de acci#n carecen de caja espiral y de tubo de aspiraci#n, y seaplican en centrales de alta presi#n

-on accionadas por uno o más chorros libres de alta velocidad. /adachorro es acelerado en una tobera externa hasta la rueda de la turbina.-i la $ricci#n y la gravedad se desprecian, ni la presi#n del fuido ni suvelocidad relativa a la rueda cambian con$orme pasa sobre las cubetasde la turbina. 0e tal manera, para una turbina de acci#n, la expansi#ndel fuido de alta a baja presi#n toma lugar en toberas externas a losalabes y el rodete no gira lleno de fuido.

En una turbina de acci#n, el agua del chorro golpea cada paleta en $ormasucesiva, se desvía y se aleja de la paleta con velocidad relativa casiopuesta a la que tenía antes de incidir sobre la paleta. El agua que seutili!a cae dentro del canal de descarga.

Turbinas de Reacción:En las turbinas de reacci#n, parte de la energía del fuido en el rodete seintercambia en $orma de presi#n. En aplicaciones a centraleshidroel%ctricas o mareomotrices, se emplean tres tipos de turbinas dereacci#n las turbinas 1rancis, que pueden ser radiales o mixtas y seaplican en centrales de alta y media presi#n( las turbinas 2aplan o

h%lice, que son de tipo axial, y se aplican en centrales de media y bajapresi#n( y las turbinas bulbo, que son tambi%n de tipo axial, y se aplicanen centrales de baja presi#n.

arte del cambio de la presi#n del fuido que ocurre externamente yparte toma lugar dentro de los alabes m#viles. La aceleraci#n externaocurre y el fujo se desvía para entrar a la rueda en la direcci#napropiada, cuando pasa por toberas o aspas estacionarias denominadas


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alabes guías o laves distribuidores. -e presenta una aceleraci#nadicional del fuido relativa al rotor dentro de los alabes m#viles, demodo que tanto la velocidad relativa como la presi#n de la corrientecambian a trav%s del rodete. 0ebido a que las turbinas de reacci#noperan llenas de fuido, por lo general pueden producir más potencia

para un tama"o total determinado que las turbinas de acci#n.

&na turbina de reacci#n del tipo 1rancis, el agua entrante fuyecircun$erencialmente a trav%s del carcasa de la turbina, entra a laperi$eria exterior de los alabes guía estacionarios y fuye hacia la rueda.En la secci#n transversal, ingresa a la rueda casi radial y se desvía haciaabajo para salir casi axialmente( el patr#n de fujo puede considerarsecomo el de una bomba centri$uga inversa. El agua que abandona elrodete fuye a trav%s de un di$usor, conocido como tubo de aspiraci#n,antes de entrar al canal de descarga.

&na turbina de propela del tipo 2aplan, la entrada de agua es similar a lade la turbina 1rancis que acaba de describirse. -in embargo, el fujo sedesvía casi axialmente antes de encontrarse con el rodete de la turbina.El fujo que sale del rodete puede pasar a trav%s de un tubo deaspiraci#n.

Turbinas Pelton:

En la d%cada de *33+ el ingeniero de minas, estadounidense, Lester elton,patent# una turbina con palas peri$%ricas de muy particular dise"o, de talmanera que el chorro proveniente de la tubería golpea el centro de cada pala o

cuchara con el n de aprovechar al máximo el empuje del agua. El álabe tienela $orma de doble cuchara, con una arista diametral sobre la que incide el aguaproduci%ndose una desviaci#n sim%trica en direcci#n axial, buscando unequilibrio dinámico de la máquina en esa direcci#n.

Las turbinas elton, conocidas tambi%n como turbinas de presi#n por ser %staconstante en la !ona del rotor, de chorro libre, de impulsi#n, de admisi#nparcial por atacar el agua s#lo una parte de la peri$eria del rotor. )sí mismoentran en el grupo de las denominadas turbinas tangenciales y turbinas deacci#n.


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Elementos de una Turbina Pelton:

Las turbinas elton, como turbinas de acci#n o impulso, están constituidas por

tubería $or!ada, el distribuidor y el rodete, ya que carecen tanto de caja espiralcomo de tubo de aspiraci#n o descarga. 0ado que son turbinas dise"adas paraoperar a altos valores de carga, la tubería $or!ada suele ser bastante larga, porlo que se debe dise"ar con suciente diámetro como para que no se produ!caexcesiva perdida de carga del fuido entre el embalse y el distribuidor.

Características del Distribuidor:El distribuidor de una turbina elton es una tobera o inyector. La misi#ndel inyector es aumentar la energía cin%tica del fuido, disminuyendo lasecci#n de paso, para maximi!ar la energía de fuido aprovechada en laturbina, ya que en el rodete de este tipo de turbinas solo se intercambiaenergía cin%tica. 0e esta manera, no hay problema para que la secci#nde la tubería $or!ada sea mayor, haciendo esta trans$ormaci#n a energíacin%tica inmediatamente antes de la entrada del fuido al rodete.

&na turbina elton puede tener entre * y un máximo de 4 inyectores./uando tiene un solo inyector, el eje del rodete es normalmentehori!ontal. /uando el n'mero de inyectores es superior, el eje del rodetees normalmente vertical, con el alternador situado por encima. En estecaso, la tubería $or!ada se bi$urca tantas veces como n'mero deinyectores, y cada inyector tiene su propia tubería independiente.

Esquema del inyector de una


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El 5nyector dispone de una válvula de aguja para regular el caudal yajustarlo a la demanda de energía el%ctrica. La válvula de aguja estádise"ada para que el modulo de la velocidad, se mantengaprácticamente constante aunque vari% el caudal. ara evitar cambiosbruscos de caudal, que podrían ocasionar golpes de ariete en la tubería

$or!ada, cada inyector dispone de un defector que cubre parcialmente elchorro durante los cambios de caudal y permiten reali!arlos máslentamente.

• Características del Rodete:

El rodete de una turbina elton es un rueda con alabes en $orma decuchara o cangilones, con un dise"o característico, situados en superímetro exterior. -obre estas cucharas es sobre las que incide elchorro del inyector, de tal $orma que el choque del chorro se produce endirecci#n tangencial al rodete, para maximi!ar la potencia de propulsi#n.

Las cucharas tiene una $orma característica, tal como puede apreciarseen la gura, donde se aprecia la secci#n de entrada y la secci#n desalida, estas presentan una mella en la parte externa, son sim%tricas endirecci#n axial, y presentan una cresta central alada. Las dimensionesde las cucharas, y su n'mero, dependen del diámetro del chorro queincide sobre ellas, cuanto menor sea ese diámetro, más peque"as serán

las cucharas y mayor numero de ellas se situaran en el rodete.

La mella, con una anchura ligeramente superior al diámetro del chorrotiene como $unci#n evitar el recha!o. El máximo aprovechamientoenerg%tico del fuido se obtiene cuando el chorro incideperpendicularmente sobre la cuchara. ero, al girar el rodete cuando seaparta una cuchara y llega la siguiente, esta tapa a la anterior antes de

Defect

Pivote

de giro

Detalle del defector de un Turbina

0

Esquema del rodete de una turbina


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estar en condiciones de aprovechar su energía adecuadamente. La mellaevita que una cuchara tape a la anterior demasiado pronto.

Ariete Hidráulico:

Descripción del ariete Hidráulico:

El ariete hidráulico es la maquina más sencilla para bombear agua, debido aque emplea la misma agua como energía de operaci#n. ara hacer $uncionarun ariete es necesario utili!ar una caída de agua cualquiera. -u instalaci#n es$ácil y su $uncionamiento es continuo, lo que les da cierta ventaja sobre lasbombas ya que por la noche cuando el consumo es mínimo, permite almacenaragua en un dep#sito.

Las condiciones topográcas para instalar un ariete exige que exista una caídade agua mínima de +. metros( obviamente, para obtener mejores resultadoses deseable tener una caída mayor. En caso de no disponer de alturanecesaria, el ariete puede enterrarse en un $oso, teniendo el cuidado de darsalida al agua necesaria para el $uncionamiento del mismo.

0ebido al mínimo costo y manejo de los arietes, estos son utili!ados en áreasrurales donde el acceso a combustible y energía el%ctrica es extremadamentedi$ícil. -on usados para proveer de agua en su escala para servicio domiciliar,agrícola, industrial, etc.

El ariete hidráulico es un dispositivo sencillo que permite aprovechar la presi#ndinámica del agua que escurre bajo una peque"a carga, para elevar unaporci#n de esta misma agua a una altura mayor. /onsiste como se puedeapreciar en la gura de una tubería de abastecimiento, conectada en susextremo superior al dep#sito alimentador y su extremo in$erior, a una caja deválvulas( esta caja tiene dos válvulas automáticas, una de desperdicio odes$ogue, que abre hacia y otra de descarga que abre hacia arriba( sobre la

Vista Frontal, sección lateral y

sección inerior de una cuchara


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válvula de descarga esta una cámara de aire o cámara de presi#n, en el pie dela cual está conectada la tubería de descarga.

Clasifcación de los Arietes Hidráulicos:

Los arietes hidráulicos, de acuerdo a la cantidad de agua requerida para suoperaci#n, se clasican por n'meros, así 6, 7, 8, , 4,9 *+, *9 *6+ y suelecci#n debe reali!arse de acuerdo a las necesidades, tanto de agua como de

la altura a que esta deba elevarse.

0ependiendo de la altura de la caída de agua disponible, hay dos tipos deariete, tipo estándar y tipo pesado( dependiendo si l altura de caída es menor omayor de 6 metros, respectivamente.

Tipos de Arietes Hidráulicos:

)tendiendo a su $uncionamiento, se dividen en arietes de acci#n simple y deacci#n doble. Los de acci#n simple $uncionan cuando el agua es obtenida de undep#sito, $uente, po!o artesiano u otro recurso, aguas arriba del ariete, esteutili!a la $uer!a generada por la columna de agua en el tubo de impulsi#n paraelevar parte del agua por el tubo de descarga.

Los de acci#n doble utili!an una $uente de agua cualquiera para dar impulso alariete y que este eleve el agua preveniente de otra $uente o dep#sito de aguapotable, de esta $orma el agua que impulsa al ariete no es la misma que seeleva( al no me!clarse estas dos aguas se evitaría alguna contaminaci#n oalteraci#n, si ese $uera el caso.


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Funcionamiento:

/uando en un punto de una tubería a trav%s de la cual corre agua, seinterrumpe, bruscamente, el paso de esta, produce una elevaci#n de lagradiente hidráulica por encima de la presi#n estática, trans$ormando laenergía cin%tica en energía de presi#n, siendo este el $en#meno llamado golpede ariete, el cual constituye el principio de $uncionamiento del ariete hidráulico.

ara su $uncionamiento, el ariete hidráulico aprovecha la energía del aguaprovocada por una caída al abrir la válvula colocada en la tubería deabastecimiento, convirti%ndola en energía de presi#n, el agua proveniente deldep#sito para a trav%s de la válvula de des$ogue con una velocidad creciente.) cierto r%gimen de velocidad, la $uer!a desarrollada por la $uer!a motri!( o seala energía cin%tica, trans$ormándose en energía de presi#n, vence nalmenteel peso de la válvula de des$ogue provocando el cierre violento de la misma.

or consiguiente queda $renada s'bitamente el agua en movimiento,produci%ndose así el llamado golpe de ariete. Este mismo abre la válvula dedescarga, en la cámara de presi#n, con lo que el agua entre rápidamente enella, causando así un depresi#n en el tubo de abastecimiento o impulsi#n. Estee$ecto de depresi#n, mas el peso del agua, dentro de la cámara, produce elcierre de la válvula de descarga y simultáneamente la abertura de la válvula dedes$ogue.

El agua corre nuevamente y por su creciente velocidad a trav%s de la válvulade des$ogue, vuelve a provocar el cierre violento de esta, repiti%ndosecontinuamente el proceso descrito. El agua penetra en la cámara depresi#n,

comprimiendo el aire dentro de ella, siendo así distribuida al lugar de consumo,por medio de la tubería de descarga.

Partes del ariete idráulico:

Ca!a de de "ál"ulas:Está constituida por la válvula de des$ogue, la válvula de descarga y laválvula de aire.

: #ál"ula de des$o%ue, esta es la válvula que produce el golpe deariete al cerrar s'bitamente, impulsada por el agua que estadescargándose a la atmos$era. -e abre hacia abajo accionada por

la tensi#n que le provoca el resorte y la presi#n atmos$%ricacuando la onda de presi#n la alcan!a.

: #ál"ula de descar%a& -u $unci#n es comunicar la caja deválvulas con la cámara de presi#n. -e abre hacia arriba, debido ala sobrepresi#n ocasionada por el golpe de ariete, que produce laválvula de des$ogue al cerrarse s'bitamente, venciendo el pesopropio y el de la columna de agua, que la mantiene normalmentecerrada, dejando pasar una cantidad de liquido que, parte es


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impulsada a la tubería de descarga y parte es almacenada en lacámara de presi#n, ya que el oricio de salida hacia la descarga,es menos que el oricio que presenta la válvula al paso del agua.

: #ál"ula de aire& La $unci#n de esta válvula, es mantener el

mismo volumen de aire en la cámara de presi#n, lo que seconsigue cuando en la etapa de depresi#n, que tienen lugar en lacaja de válvulas( la presi#n atmos$%rica hace entrar una cantidadde aire, que compensa la parte que se pierde, me!clado con elhaga de descarga.

Cámara de presión:En este recinto el agua que ha entrado, comprime la masa de aire quese encuentra allí, atenuando el e$ecto del golpe de ariete y almacenandoa presi#n, una cantidad de liquido, que permitirá regularidad el gasto dedescarga, cuando no est% pasando agua de la caja de válvulas.

Componentes para la construcción de un ariete idráulico:

Los componentes necesarios para la construcci#n del ariete hidráulico sedetallan a continuaci#n

: &na lamina negra de 7;*4 pulgadas de grueso por 6 cm de largo y < cmde ancho(

: un tro!o de hierro negro de *;3 de pulgada de grueso por de hierro galvani!ado de 6 pulgadas de diámetro(: un codo de ?+ grados de hierro galvani!ado de 6 ulgadas de diámetro(: un codo de ?+ grados de hierro galvani!ado de @ pulgada de diámetro(: tres niples de rosca corrida de 6 de pulgada de diámetro(: dos niples de rosca corrida de @ de pulgada de diámetro(: una válvula de globo de @ de pulga de diámetro(: una válvula de globo de * pulgada de diámetro: una reducci#n bushing de 6 pulgadas a *(: una reducci#n bushing de 6 pulgadas a 7;8(: un tap#n hembra de 6 pulgadas(: un tro!o de tubo galvani!ado de 6 pulgadas de diámetro por + cm de

longitud con rosca en los dos extremos(: un tro!o de tubo galvani!ado de * pulgada de diámetro por + cm de

longitud, con rosca en los dos extremos(: un tro!o de tubo galvani!ado de 7;8 pulgada de diámetro por 8+ cm de

longitud, con rosca en los dos extremos(: un peda!o de cámara de llanta de *+ cm por lado(: un peda!o de hule de !apato viejo de *+ cm por lado(: un tubo de pegamento permatex(


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: un tornillo de rosca corrida de ;*4 de pulgada de diámetro por * cm delargo(

: dos tornillos de 7;*4 de pulgada de diámetro por 3 cm de largo(: dos tornillos de = de pulgada de diámetro por 6. cm de largo(: un tronillo de 7;*4 de pulgada de diámetro por 4. cm de largo(: doce tuercas para tornillos de ;*4 de pulgada(

: die! roldanas de ;*4 de pulgada de diámetro(: siete tuercas para tornillo de 7;*4 de pulgada(: tres roldanas de 7;*4 de pulgada de diámetro(: dos tuercas para tornillo de = de pulgada de diámetro.

Aabiendo construido los componentes del ariete hidráulico se procede a unirlospara $ormar el modelo con el que se e$ectuaran las pruebas de $uncionamientoy eciencia. Luego de haberla construido de procede al ponerla en$uncionamiento, al abrir la válvula de globo de la tubería de entraba, el aguaproveniente de la tubería de descarga pasa a trav%s de la válvula de des$ogue

con una velocidad creciente, vence nalmente el peso del embolo de la misma,este mecanismo $rena, s'bitamente, el movimiento del agua produci%ndose,así el golpe de ariete.

Este golpe abre la válvula de liberaci#n de$ormando el empaque de la cámarade llanta colocado debajo de la cámara de aire con lo que el agua entrarápidamente en esta, provocando una depresi#n, en el tubo de entrada. Estee$ecto de depresi#n, mas el peso del agua dentro de la cámara de aire,produce el cierre de la válvula de liberaci#n y simultáneamente, el de la válvulade impulso o des$ogue.

El agua corre nuevamente y por su creciente velocidad a trav%s de la válvulade des$ogue, vuelve a provocar el movimiento violento de esta, repiti%ndose,continuamente, el proceso descrito, permitiendo, así, el $uncionamientoautomático.


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Ener%ía Hidráulica:

La presa, situada en el curso de un río, acumula articialmente un volumen deagua para $ormar un embalse. Eso permite que el agua adquiera una energíapotencial que despu%s se trans$ormará en electricidad.

&na central hidroel%ctrica es una instalaci#n que permite aprovechar las masasde agua en movimiento que circulan por los ríos para trans$ormarlas en energíael%ctrica, utili!ando turbinas acopladas a los alternadores.

-eg'n la potencia instalada, las centrales hidroel%ctricas pueden ser

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• Centrales idráulicas de %ran potencia más de *+BC de potenciael%ctrica.

• 'ini centrales idráulicas entre *BC y *+BC.

• 'icro centrales idroel(ctricas menos de *BC de potencia.

En general, estas centrales aprovechan la energía potencial gravitatoria queposee la masa de agua de un cauce natural en virtud de un desnivel, tambi%nconocido como salto geod%sico. El agua en su caída entre dos niveles del caucese hace pasar por una turbina hidráulica la cual transmite la energía aun generador donde se trans$orma en energía el%ctrica.

Componentes principales de una central idroel(ctrica:

)a presa, se encarga de contener el agua de un río y almacenarla enun embalse.

Rebosaderos, elementos que permiten liberar parte del agua que esretenida sin que pase por la sala de máquinas.

Destructores de ener%ía, se utili!an para evitar que la energía queposee el agua que cae desde los salientes de una presa de gran alturaprodu!can, al chocar contra el suelo, grandes erosiones en el terreno.

Dásicamente encontramos dos tipos de destructores de energía

*ala de máquinas, construcci#n donde se sit'an las máquinas yelementos de regulaci#n y control de la central.

Turbina, elementos que trans$orman en energía mecánica la energíacin%tica de una corriente de agua.

Alternador& tipo de el%ctrico destinado a trans$ormar la energíamecánica en el%ctrica.

Conducciones& la alimentaci#n del agua a las turbinas se hace a trav%sde un sistema complejo de canali!aciones.

Canales, se pueden reali!ar excavando el terreno o de $orma articialmediante estructuras de hormig#n. -u construcci#n está siemprecondicionada a las condiciones geográcas.

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La parte nal del recorrido del agua desde la cámara de carga hasta lasturbinas se reali!a a trav%s de una tubería $or+ada. ara laconstrucci#n de estas tuberías se utili!a acero para saltos de agua dehasta 6+++ m y hormig#n para saltos de agua de ++ m.

#ál"ulas& dispositivos que permiten controlar y regular la circulaci#n delagua por las tuberías.

• Cimeneas de ali"io, son unos po!os de presi#n de las turbinas que seutili!an para evitar el llamado golpe de ariete& que se produce cuandohay un cambio repentino de presi#n debido a la apertura o cierre rápidode las válvulas en una instalaci#n hidráulica.

>ipos de hidroel%ctricas

-eg'n las características del terreno donde se sit'a.

• Centrales de a%ua ,u-ente.

En este caso no existe embalse, el terreno no tiene mucho desnivel y esnecesario que el caudal del río sea lo sucientemente constante comopara asegurar una potencia determinada durante todo el a"o. 0urante latemporada de precipitaciones abundantes, desarrollan su máximapotencia y dejan pasar agua excedente. En cambio, durante la %pocaseca, la potencia disminuye en $unci#n del caudal, llegando a ser casinulo en algunos ríos en verano.

• Centrales por deri"ación de las a%uas

Las aguas del río son desviadas mediante una peque"a presa y sonconducidas mediante un canal con una p%rdida de desnivel tan peque"acomo sea posible, hasta un peque"o dep#sito llamado cámara de cargao de presi#n. 0e esta sala arranca una tubería $or!ada que va a parar ala sala de turbinas. osteriormente, el agua es devuelta río abajo,

mediante un canal de descarga. -e consiguen desniveles más grandesque en las centrales a pie de presa.

• Centrales de bombeo o re"ersibles. -on un tipo especial decentrales que hacen posible un uso más racional de los recursoshidráulicos. /uando la demanda diaria de energía el%ctrica es máxima,

http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/iii.-los-circuitos-electricoshttp://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/iii.-los-circuitos-electricos


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estas centrales trabajan como una central hidroel%ctrica convencional elagua cae desde el embalse superior haciendo girar las turbinas ydespu%s queda almacenada en el embalse in$erior. 0urante las horas deldía de menor demanda, el agua es bombeada al embalse superior paraque vuelva a hacer el ciclo productivo.

#enta!as e des"enta!as de las centrales idroel(ctricas:

Las ventajas de las centrales hidroel%ctricas son

o necesitan combustibles y son limpias.

>ienen costes de explotaci#n y mantenimientos bajos.

Las turbinas hidráulicas son de $ácil control y tienen unos costes demantenimiento reducido.

Las desventajas de las centrales hidroel%ctricas son

El tiempo de construcci#n es, en general, más largo que el de otros tiposde centrales el%ctricas.

La generaci#n de energía el%ctrica está infuenciada por las condicionesmeteorol#gicas y puede variar de estaci#n a estaci#n.

Los costes de inversi#n por Filovatio instalado son elevados.

En general, están situadas en lugares lejanos del punto de consumo y,por lo tanto, los costes de inversi#n en in$raestructuras de transportepueden ser elevados.

/mpacto ambiental de las centrales idroel(ctricas

http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/produccion-de-electricidad/vii.-las-centrales-electricashttp://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/produccion-de-electricidad/vii.-las-centrales-electricashttp://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/produccion-de-electricidad/vii.-las-centrales-electricashttp://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/produccion-de-electricidad/vii.-las-centrales-electricas


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Bodica el ciclo de vida de la $auna.

0iculta la navegaci#n fuvial y el transporte de materiales aguas abajoGnutrientes y sedimentos, como limos y arcillasH.

0isminuye el caudal de los ríos, modicando el nivel de las capas$reáticas, la composici#n del agua embalsada y el microclima.


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Ener%ía eólica:

La energía e#lica es la energía que se puede lograr del movimiento queproduce el viento al interaccionar con las palas de un aerogenerador. Estaenergía, que sigue en proceso de desarrollo, nace como respuesta a una mayordemanda del consumo energ%tico, la necesidad de garanti!ar la continuidaddel suministro en !onas importadoras netas de recursos energ%ticos y de lab'squeda de la sostenibilidad en el uso de los recursos.

En general las mejores !onas de vientos se encuentran en la costa, debido alas corrientes t%rmicas entre el mar y la tierra( las grandes llanurascontinentales, por ra!ones parecidas( y las !onas monta"osas, donde seproducen e$ectos de aceleraci#n local.

Centrales Eólicas: Es la energía cin%tica generada por e$ecto de las corrientes de aire, y que estransmutada en otras $ormas 'tiles de energía para las actividades humanas.En la actualidad, la energía e#lica se aprovecha $undamentalmente mediantesu trans$ormaci#n en electricidad a trav%s de los aerogeneradores. &naerogenerador el%ctrico es, por tanto, una máquina que convierte la energíacin%tica del viento en energía el%ctrica. ara ello, utili!a unas palas, quecon$orman una h%lice, y que transmiten la energía del viento al rotor de ungenerador. Ieneralmente se agrupan en un mismo empla!amiento variosaerogeneradores, dando lugar a los llamados parques e#licos.

-obre una torre soporte se coloca una g#ndola que aloja en su interior ungenerador, el cual está conectado, mediante una multiplicadora, a un conjunto

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_e%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_e%C3%B3licahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9tica


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de palas. La energía el%ctrica producida por el giro del generador estransportada mediante cables conductores a un centro de control desde donde,una ve! elevada su tensi#n por los trans$ormadores es enviada a la red generalmediante las líneas de transporte de alta tensi#n. 0ado el carácter aleatorio dela producci#n de energía el%ctrica por vía e#lica, las centrales de este tipo

deben disponer de una $uente auxiliar para tener garanti!ado en todomomento el suministro de energía el%ctrica.

0ebido a la altura en la que se encuentra el generador y al ro!amiento que elaire produce sobre %ste, es conveniente que el equipo tenga una toma a tierrapara evitar la electricidad estática. )simismo, para el control de la velocidaddel generador existen tecnologías que permiten regular, dentro de unos límites,las revoluciones de las palas, independientemente de la velocidad del viento.

Ener%ía por medio de un sistema Foto"oltaico:La lu! solar es un conjunto de radiaciones electromagn%ticas similares a lasondas de radio pero de mayor $recuencia en longitudes de onda de +.6 a 7micras. El sol emite radiaci#n como lo haría un cuerpo calentado a 4+++J. Esimportante aclarar que el sol no emite calor como tal, sino radiaci#n, el e$ectode esta radiaci#n es el calentamiento de los cuerpos donde la misma incide. Laradiaci#n solar interceptada por la tierra en su despla!amiento a su alrededor,constituye la principal $uente de energía renovable. El planeta tierra recibe delsol la asombrosa cantidad de energía anual de .8E68 Koule ci$ra querepresenta 8. veces el consumo mundial. )unque es muy abundante el

aprovechamiento de la radiaci#n solar está condicionada por tres aspectos, laintensidad de la radiaci#n solar recibida por la tierra, los ciclos diarios yanuales a los que está sometida y las condiciones climatol#gicas de cadaempla!amiento. La radiaci#n solar es una $orma de energía de bajaconcentraci#n oscila entre *7++ y *8++ C;m6, las perdidas en la atm#s$era porabsorci#n, refexi#n y dispersi#n la reducen en un 7+. -i las condicionesclimatol#gicas son buenas se puede llegar a tener *+++ C;m6 , aunque si las


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condiciones son muy malas podrían ser hasta + C;m6. or tal motivo enalgunas circunstancias es necesario utili!ar supercies de captaci#n grandes.

El $uncionamiento de una celda solar consiste en que la lu! solar caliente lasupercie de la celda, esto ocasiona despla!amiento de electrones y generan

un fujo de corriente el%ctrica. El total de electricidad producida por eldispositivo dependerá de la cantidad de lu! que incida sobre la celda y de sueciencia. Las celdas solares se instalan junto con otras para construirm#dulos, los cuales a su ve! juntos $orman paneles, con el n de producircantidades signicativas de energía el%ctrica. La 1igura, muestra las celdas,m#dulos y paneles solares. La energía generada por los paneles solares essiempre en corriente continua G0/H, habitualmente en las casas habitaci#n seutili!a corriente alterna G)/H, por lo que se tendrá que recurrir al uso de uninversor electr#nico, el cual convierte de 0/ a )/.

&n sistema solar $otovoltaico G--1H para aplicaciones residenciales estácompuesto de un modulo solar, un centro de control de carga, una batería uninversor que convierte la corriente directa en alterna y la carga o aparatos quevan a utili!ar la energía. El esquema se muestra en la siguiente gura.

Cedula, Modo y panel


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El primer paso para dimensionar tanto el panel solar como el inversor esconocer las características de la carga que va a ser alimentada, en nuestrocaso es 8 luminarias, y dos líneas de potencia una para una licuadora y untelevisor, cada uno de ellos posee un potencia di$erente, el cálculo se trabajarade tal $orma que todos los electrodom%sticos y las luminarias trabajanaproximadamente *3 horas diarias tomando en cuenta la noche.

Dispositi"o Potencia Tiempo Ener%ía ConsumidaLicuadora 4++ C *6 horas elevisor *6+ C *3 horas 6.*4 2C:h

8 Luminarias 48+ C *3 horas **.6 2C:h

Dimensionamiento del sistema $oto"oltaico.

/omo el sistema que se propone para este proyecto tiene baterías quepermitan almacenar la energía, el sistema $otovoltaico $uncionara todo día.ara el dimensionamiento del sistema $otovoltaico se parte del valor depotencia total, que es de *74+ Matts. 0e la gran variedad de modelos depaneles solares disponibles en el mercado, se tendrá que elegir uno o unacombinaci#n de varios, que cumplan con las características de potencia y costoreducido.

Equipos termosi$ónicos:

istema olar oto!oltaico t"pico


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&n calentador solar es un aparato que utili!a el calor del sol para calentaralguna sustancia. &n calentador solar es un aparato que utili!a el calor del solpara calentar alguna sustancia, en este caso agua. -u uso más com'n es paracalentar agua para uso en albercas o servicios sanitarios tanto en ambientesdom%sticos como hoteles. -on sencillos y resistentes, pueden tener una vida'til de hasta 6+ a"os sin mayor mantenimiento.

En muchos climas un calentador solar puede disminuir el consumo energ%ticoutili!ado para calentar agua. >al disminuci#n puede llegar a ser de hasta 3+en consumo de gas. -e recomienda limpiar el colector cada 8 o 4 meses paraaumentar su eciencia y vida 'til. La eciencia para captar la energía solar esmuy elevada en los calentadores solares.

/omponentes de un equipo termosi$#nico

0 Colector:

>ambi%n llamado captador solar o panel termo solar. Es el componenteque se encarga de trans$erir la energía solar al agua. /onsiste en unarreglo de tuberías o conductos por donde fuye el agua. El colectorutili!a tubos de vidrio al vacío. 0entro de los tubos se encuentran losconductos del colector. El vacío previene los $en#menos de conducci#n yconvecci#n, aumentando la eciencia.

0 Contenedor Tanque de almacenamiento

Es el recipiente de almacenamiento del fuido. 0urante el día, el agua serecircula una y otra ve! entre el colector y el contenedor. 0espu%s de untiempo y dependiendo de las dimensiones de los componentes, el aguase calentará para su uso posterior. La energía capturada en el colector se

guarda en el tanque en $orma de agua caliente. En el momento derequerir agua, se extrae del tanque y se rellena con agua $ría. El tanqueestá aislado t%rmicamente para evitar p%rdidas y mantener caliente elagua por más tiempo.

Rendimiento:

>iene 7+ mejor rendimiento que el calentador solar plano, $ácil y rápido demontar ya que su estructura de acero inoxidable muy liviana, viene con lasper$oraciones y pernos adecuados.

Funcionamiento:

El $uncionamiento de un calentador solar de agua es muy sencillo El colectorsolar se instala normalmente en el techo de la casa y orientado de tal maneraque quede expuesto a la radiaci#n del sol todo el día para lograr la mayorcaptaci#n de la radiaci#n solar. ero, N/#mo circula el agua por todo elsistemaO Esto se logra mediante el e$ecto denominado termosi$#nico, queprovoca la di$erencia de temperaturas, el agua caliente es más ligera que la$ría y, por lo tanto, tiende a subir. Esto es lo que sucede entre el colector solary el termo:tanque, con lo cual se establece una circulaci#n natural, sinnecesidad de ning'n equipo de bombeo.


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Equipos compactos termosi$ónicos CHR1'A2E3:

Los sistemas de circulaci#n por termosi$#n de /APQB)IE son los sistemasmás sencillos y ecientes, además de requerir poco mantenimiento. 0ebido asu eciencia proporcionan agua caliente despu%s de s#lo unas pocas horas desol. Rsta es la mejor respuesta para atender las necesidades de agua calientede una $amilia preservando el medioambiente.Dasado en la circulaci#n natural del agua, el sistema termosi$#n se componede

• /aptador -olar

• )cumulador de )gua

• 2it de /onexi#n

• Estructura de )cero Ialvani!ado o !incado con terminaci#n de epoxyoli%ster Aorneado.

Los sistemas termosi$#n de /APQB)IE están disponibles en las siguientesversiones

*istemas de perfl ba!o:

En este tipo de sistemas el acumulador se coloca bajo el captador o captadoressolares lo que reduce notablemente el impacto visual del equipo, sobre todocuando es instalado en cubierta plana.

*istemas de Perfl Alto

/hromagen ha desarrollado un sistema indirecto termosi$#nico donde elacumulador se ubica en la !ona más alta de la instalaci#n. 0isponible parainstalar sobre cubiertas planas o inclinadas.

http://www.chromagen.es/sistemas-de-perfil-bajo/http://www.chromagen.es/sistemas-de-perfil-alto/http://www.chromagen.es/sistemas-de-perfil-bajo/http://www.chromagen.es/sistemas-de-perfil-alto/


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Ecuación de Cooper:

>odas las variables climáticas dependen, directa o indirectamente, de laradiaci#n solar y es un parámetro $undamental para calcular los balances deagua y de los índices bioclimáticos. La duraci#n de la insolaci#n es el períododurante el cual el -ol se mantiene por encima del hori!onte, es expresado en

horas. La duraci#n del día es variable en el espacio y en el tiempo y dependede la declinaci#n solar y de la latitud del lugar. La declinaci#n solar es el ángulo$ormado por los rayos que proceden del -ol y el plano ecuatorial.

En el movimiento de traslaci#n alrededor del -ol, el plano del Ecuadormantiene una inclinaci#n ja de 67S6


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/on esto se puede saber la declinaci#n en grados que deberá tener un panelsolar en cierto día del a"o para aprovechar al máximo su tecnología.

turbinas hidráulicas 1

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