2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24
Casi todos imaginan el propósito de las centrales hidroeléctricas, pero solo unos pocos entienden verdaderamente el principio de funcionamiento de las centrales hidroeléctricas. El principal misterio para la gente es cómo toda esta enorme represa genera energía eléctrica sin ningún tipo de combustible. Hablemos de eso.
¿Qué es una central hidroeléctrica?
La central hidroeléctrica es un complejo complejo que consta de varias estructuras y equipos especiales. Las centrales hidroeléctricas se están construyendo en los ríos, donde hay un flujo constante de agua para llenar la presa y el embalse. Se necesitan estructuras similares (presas) creadas durante la construcción de una central hidroeléctrica para concentrar un flujo constante de agua, que se convierte en energía eléctrica utilizando equipos especiales para centrales hidroeléctricas.
Tenga en cuenta que la elección de un lugar para la construcción juega un papel importante en términos de eficiencia de la HPP. Son necesarias dos condiciones: suministro de agua inagotable garantizado y una alta pendiente del río.
Principio de funcionamiento HPP
El funcionamiento de una central hidroeléctrica es bastante sencillo. Estructuras hidráulicas erigidasproporcionar una presión estable de agua que ingresa a las palas de la turbina. La presión pone en movimiento la turbina, como resultado de lo cual hace girar los generadores. Estos últimos generan electricidad, que luego se entrega al consumidor a través de líneas de transmisión de alto voltaje.
La principal dificultad de una estructura de este tipo es garantizar una presión de agua constante, lo que se logra mediante la construcción de una presa. Gracias a él, una gran cantidad de agua se concentra en un solo lugar. En algunos casos, se usa un flujo natural de agua y, a veces, se usan juntos una represa y un desvío (flujo natural).
En el propio edificio hay equipos para una central hidroeléctrica, cuya tarea principal es convertir la energía mecánica del movimiento del agua en energía eléctrica. Esta tarea se asigna al generador. También se utilizan equipos adicionales para controlar el funcionamiento de la estación, los dispositivos de distribución y las estaciones transformadoras.
La siguiente imagen muestra un diagrama esquemático del HPP.
Como puede ver, el flujo de agua hace girar la turbina del generador, que genera energía, la suministra al transformador para su conversión, después de lo cual se transporta a través de las líneas eléctricas al proveedor.
Poder
Existen diferentes centrales hidroeléctricas que se pueden dividir según la potencia generada:
- Muy potente: más de 25 MW.
- Medio: hasta 25 MW.
- Pequeño - con generación de hasta 5 MW.
La potencia de una central hidroeléctrica depende principalmente del caudal de agua y de la eficiencia del propio generador que se utiliza en ella. Pero incluso los másuna instalación eficiente no podrá producir grandes cantidades de electricidad con una presión de agua débil. También vale la pena considerar que la potencia de una central hidroeléctrica no es constante. Por causas naturales, el nivel del agua en la presa puede aumentar o disminuir. Todo esto repercute en el volumen de electricidad producida.
El papel de la presa
El elemento más complejo, más grande y generalmente principal de cualquier central hidroeléctrica es una represa. Es imposible entender qué es una central hidroeléctrica sin entender la esencia de cómo funciona una represa. Son enormes puentes que sostienen el flujo de agua. Dependiendo del diseño, pueden diferir: hay estructuras gravitatorias, arqueadas y otras, pero su objetivo es siempre el mismo: retener una gran cantidad de agua. Es gracias a la presa que es posible concentrar un flujo de agua estable y potente, dirigiéndolo a las palas de una turbina que hace girar un generador. A su vez, produce energía eléctrica.
Tecnología
Como ya sabemos, el principio de funcionamiento de una central hidroeléctrica se basa en el aprovechamiento de la energía mecánica del agua que cae, que luego se convierte en energía eléctrica con la ayuda de una turbina y un generador. Las propias turbinas pueden instalarse en la presa o cerca de ella. En algunos casos, se utiliza una tubería a través de la cual pasa agua por debajo del nivel de la presa a alta presión.
Hay varios indicadores de potencia de cualquier central hidroeléctrica: caudal de agua y altura hidrostática. El último indicador está determinado por la diferencia de altura entre los puntos inicial y final.caída libre de agua. Al crear un diseño de estación, todo el diseño se basa en uno de estos indicadores.
Las tecnologías conocidas hoy en día para la producción de electricidad permiten obtener una alta eficiencia al convertir la energía mecánica en energía eléctrica. A veces es varias veces superior a la de las centrales térmicas. Esta alta eficiencia se logra gracias al equipo utilizado en la central hidroeléctrica. Es confiable y relativamente fácil de usar. Además, debido a la f alta de combustible y la liberación de una gran cantidad de energía térmica, la vida útil de dicho equipo es bastante larga. Las averías son extremadamente raras aquí. Se cree que la vida útil mínima de los grupos electrógenos y las estructuras en general es de unos 50 años. Aunque, de hecho, incluso hoy en día, las centrales hidroeléctricas que se construyeron en los años treinta del siglo pasado funcionan con bastante éxito.
Plantas hidroeléctricas rusas
Hoy, alrededor de 100 centrales hidroeléctricas operan en Rusia. Por supuesto, su capacidad es diferente, y la mayoría son estaciones con una capacidad instalada de hasta 10 MW. También hay estaciones como Pirogovskaya o Akulovskaya, que se pusieron en funcionamiento en 1937 y su capacidad es de solo 0,28 MW.
Las más grandes son las centrales hidroeléctricas Sayano-Shushenskaya y Krasnoyarsk con una capacidad de 6400 y 6000 MW, respectivamente. Siguen las estaciones:
- Bratskaya (4500 MW).
- Ust-Ilimskaya HPP (3840).
- Bochuganskaya (2997 MW).
- Volzhskaya (2660 MW).
- Zhigulevskaya (2450 MW).
A pesar de la gran cantidad de plantas de este tipo, generan solo 47 700 MW, lo que equivale al 20 % del volumen total de toda la energía producida en Rusia.
Para cerrar
Ahora comprende el principio de funcionamiento de las centrales hidroeléctricas, que convierten la energía mecánica del flujo de agua en energía eléctrica. A pesar de la idea bastante simple de obtener energía, el complejo de equipos y las nuevas tecnologías hacen que tales estructuras sean complejas. Sin embargo, en comparación con las centrales nucleares, son realmente primitivas.
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