ESTUDIO DE ENERGIA HIDROELECTRICA

Las ventajas de las centrales hidroeléctricas:

1. No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energía, constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita.

2. Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua.

3. A menudo puede combinarse con otros beneficios, como riego, protección contra las inundaciones, suministro de agua, caminos, navegación y aún ornamentación del terreno y turismo.

4. Los costos de mantenimiento y explotación son bajos.

5. Las obras de ingenieria necesarias para aprovechar la energía hidraúlica tienen una duración considerable.

6. La turbina hidraúlica es una máquina sencilla, eficiente y segura, que puede ponerse en marcha y detenerse con rapidez y requiere poca vigilancia siendo sus costes de mantenimiento, por lo general, reducidos.

Desventajas:

1. Los costos de capital por kilovatio instalado son con frecuencia muy altos.

2. El emplazamiento, determinado por características naturales, puede estar lejos del centro o centros de consumo y exigir la construcción de un sistema de transmisión de electricidad, lo que significa un aumento de la inversión y en los costos de mantenimiento y pérdida de energía.

3. La construcción lleva, por lo común, largo tiempo en comparación con la de las centrales termoeléctricas.

4. La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y de año en año

Turbinas Hidraúlicas

Hay tres tipos principales de turbinas hidraúlicas:

-La rueda Pelto.

-La turbina Francis

- La de hélice o turbina Kaplan

El tipo más conveniente dependerá en cada caso del salto de agua y de la potencia de la turbina.
En términos generales:

- La rueda Pelton conviene para saltos grandes.

-La turbina Francis para saltos medianos.

-La turbina de hélice o turbina Kaplan para saltos pequeños.

Rueda PELTON:

En la figura se muestra un croquis de la turbina en conjunto para poder apreciar la distribución de los componentes fundamentales.
Un chorro de agua convenientemente dirigido y regulado, incide sobre las cucharas del rodete que se encuentran uniformemente distribuidas en la periferia de la rueda. Debido a la forma de la cuchara, el agua se desvia sin choque, cediendo toda su energía cinética, para caer finalmente en la parte inferior y salir de la máquina. La regulación se logra por medio de una aguja colocada dentro de la tubera.
Este tipo de turbina se emplea para saltos grandes y presiones elevadas.

	Rodete Cuchara Aguja Tobera Conducto de entrada Mecanismo de regulación Cámara de salida
Rodete y cuchara de una turbina Penton	Turbina Penton y alternador

Turbina FRANCIS:

Para saltos medianos se emplean las turbinas Francis, que son de reacción.

En el dibujo podemos apreciar la forma general de un rodete y el importante hecho de que el agua entre en una dirección y salga en otra a 90º, situación que no se presenta en las ruedas Pelton. Las palas o álabes de la rueda Francis son alabeadas.

Un hecho también significativo es que estas turbinas en vez de toberas, tienen una corona distribuidora del agua. Esta corona rodea por completo al rodete. Para lograr que el agua entre radialmente al rodete desde la corona distribuidora existe una cámara espiral o caracol que se encarga de la adecuada dosificación en cada punto de entrada del agua. El rodete tiene los álabes de forma adecuada como para producir los efectos deseados sin remolinos ni pérdidas adicionales de caracter hidrodinámico.

Turbina KAPLAN:

En los casos en que el agua sólo circule en dirección axial por los elementos del rodete, tendremos las turbinas de hélice o Kaplan. Las turbinas Kaplan tienen álabes móviles para adecuarse al estado de la carga.
Esta turbinas aseguran un buen rendimiento aún con bajas velocidades de rotación.
La figura muestra un croquis de turbina a hélice o Kaplan.