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Esquema de funcionamiento de una central hidroeléctrica

En 1831 Michael Faraday al desplazar un hilo conductor que formaba parte de un circuito cerrado dentro de un campo magnético observó que por el hilo conductor circulaba una corriente. De esta forma Faraday construyó el primer generador eléctrico.
Un generador eléctrico está formado por varias bobinas de hilo de alta conductibilidad que gira dentro de un campo magnético generado por electroimanes. Esto hace que se induzca una corriente eléctrica. Dependiendo de los elementos que posea el generador se puede obtener corriente continua o corriente alterna siendo la alterna la más común pues ésta se puede transportar a grandes distancias.

  • Generadores; La corriente eléctrica se puede obtener por medio de un elemento que gira debido en este caso a la energía de rotación que proporciona la turbina, dentro de un campo eléctrico. Los generadores constan de dos piezas fundamentales el estator y el rotor.
  • Inducción; Este el principio fundamental de todas las máquinas productoras de electricidad como son las dínamos que generan corriente continua y los alternadores generadores de corriente alterna.
  • Electroimán; Mediante una corriente eléctrica podemos fabricar un imán. Si sobre una barra de hierro dulce enrollamos un hilo conductor de cobre y conectamos los extremos del cable a una batería, la barra de hierro se convierte en un imán.
  • Transporte de la corriente eléctrica; Después de obtener la corriente eléctrica, esta debe ser transportada hasta los diferentes puntos de consumo. Estos puntos de consumo están situados normalmente a varios kilómetros de distancia del lugar donde se ha generado la corriente. Este transporte se realiza a través de los llamados tendidos eléctricos. Las pérdidas en el transporte son más pequeñas si la tensión a la salida de la central hidroeléctrica es mayor, esta tensión se debe a la salida de la central con la ayuda de un aparato denominado transformador. Las tensiones que se obtienen son del orden de los 110.000, 220.000 ó 380.000 voltios, lo que se conoce como alta tensión. Esta corriente se transporta mediante gruesos hilos de cobre bien con tendidos aéreos o bien bajo tierra hasta los medios de consumo donde otros transformadores bajan la corriente hasta unos 5.000 voltios (media tensión). Antes de llegar al usuario final la tensión debe bajar hasta valores de 380, 220 o 125 voltios (baja tensión).

La Sala de máquinas se coloca en la parte inferior de la presa.
El caudal que llega a la turbina se regula por medio de compuertas y rejillas.

Elementos de una central Hidroeléctrica

Es un muro de hormigón que retiene el agua, de forma que se forme un embalse. Los muros deben ser diseñados por especialistas, ya que se rotura puede provocar catástrofes como de hecho se producen.
Básicamente se pueden distinguir dos tipos de presas:

  • Presa por gravedad.- El peso de la propia presa soporta los esfuerzos que genera el agua. Deben por lo tanto ser muy rígidas y en ocasiones son huecas, con lo cual se pueden introducir dentro de ellas algunos elementos de la instalación.
  • Presa de bóveda.- El empuje que provoca el agua se transmite a las laderas de la montaña. Esto hace que su tamaño se inferior al de las presas de gravedad y por lo tanto son menos costosas.

Su función es la de dirigir el agua bien hacia las turbinas o bien fuera del paso de la Sala de Máquinas cuando por exceso de agua, esta debe ser liberada a través de compuertas.
En la sala de máquinas se encuentran el grupo denominado turbina-alternador. El eje de la turbina está directamente unido al eje del alternador.
Los transformadores tienen la función de obtener una tensión de salida determinada de forma que la energía eléctrica pueda ser utilizada.
Las líneas de transporte se encargan de llevar la energía desde los puntos donde se genera la energía hasta los puntos de transporte.

Introducción

El objetivo de una central hidroeléctrica es aprovechar la energía potencial del agua de un río para la obtención de energía eléctrica.
Existen diferentes centrales hidroeléctricas en función de su diseño.

  1.  Central con aprovechamiento por derivación de las aguas.
  2. Central con aprovechamiento por acumulación de energía.

Si los ríos tienen un caudal más o menos homogéneo se utilizan centrales denominadas fluyentes. Sin embargo, cuando los ríos tienen grandes fluctuaciones de caudal las centrales utilizadas se denominan de regulación.