HIDROELECTRICAS EQUIPO 3 FRANCISCO GONZALEZ BARRERA PEDRO MARTIN ANCHONDO MELENDES EDUARDO ERNESTO ARMENDARIZ MALDONADO

FUNCION La función de una central hidroeléctrica es utilizar la energía potencial del agua almacenada y convertirla, primero en energía mecánica y luego en eléctrica. Un sistema de captación de agua provoca un desnivel que origina una cierta energía potencial acumulada. El paso del agua por la turbina desarrolla en la misma un movimiento giratorio que acciona el alternador y produce la corriente eléctrica.

TIPOS DE INSTALACIONES HIDROELÉCTRICAS

VENTAJAS No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de energía, constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita. Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua. 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. Los costos de mantenimiento y explotación son bajos. Las obras de ingenieria necesarias para aprovechar la energía hidraúlica tienen una duración considerable. 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 Los costos de capital por kilovatio instalado son con frecuencia muy altos. 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. La construcción lleva, por lo común, largo tiempo en comparación con la de las centrales termoeléctricas. La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y de año en año.

HIDROELECTRICAS EN MEXICO Poco más del 22% de la energía electricidad producida en México proviene de las plantas hidroeléctricas. En México hay 64 Centrales Hidroeléctricas, de las cuales 20 son de gran importancia y 44 son centrales pequeñas. Suman un total de 181 unidades generadoras de este tipo. Las 20 centrales mas grandes se ubican de la siguiente manera: 5 en la Gerencia Regional de Producción Noroeste, 2 en la Gerencia Regional de Producción Norte, 5 en la Gerencia Regional de Producción Occidente, 2 en la Gerencia Regional de Producción Central y 6 en la Gerencia Regional de Producción Sureste.

CENTRALES EN SERVICIO

Fecha de entrada en operación Capacidad efectiva instalada (MW) Nombre de la central Número de unidades Fecha de entrada en operación Capacidad efectiva instalada (MW) Ubicación Aguamilpa Solidaridad 3 15-Sep-1994 960 Tepic, Nayarit Ambrosio Figueroa (La Venta) 5 31-May-1965 30 La Venta, Guerrero Ángel Albino Corzo (Peñitas) 4 15-Sep-1987 420 Ostuacán, Chiapas Bacurato 2 16-Jul-1987 92 Sinaloa de Leyva, Sinaloa Bartolinas 20-Nov-1940 1 Tacámbaro, Michoacán Belisario Domínguez (Angostura) 14-Jul-1976 900 Venustiano Carranza, Chiapas Bombaná 20-Mar-1961 Soyaló, Chiapas

Boquilla 4 01-Ene-1915 25 San Francisco Conchos, Chihuahua Botello 2 01-Ene-1910 13 Panindícuaro, Michoacán Camilo Arriaga (El Salto) 26-Jul-1966 18 El Naranjo, San Luis Potosí Carlos Ramírez Ulloa (El Caracol) 3 16-Dic-1986 600 Apaxtla, Guerrero Chilapan 01-Sep-1960 26 Catemaco, Veracruz Cóbano 25-Abr-1955 52 Gabriel Zamora, Michoacán Colimilla 01-Ene-1950 51 Tonalá, Jalisco Colina 1 01-Sep-1996

Colotlipa 4 01-Ene-1910 8 Quechultenango, Guerrero Cupatitzio 2 14-Ago-1962 72 Uruapan, Michoacán Electroquímica 1 01-Oct-1952 Cd. Valles, San Luis Potosí Encanto 19-Oct-1951 10 Tlapacoyan, Veracruz Falcón 3 15-Nov-1954 32 Nueva Cd. Guerrero, Tamaulipas Fernando Hiriart Balderrama (Zimapán) 27-Sep-1996 292 Zimapán, Hidalgo Humaya 27-Nov-1976 90 Badiraguato, Sinaloa Infiernillo 6 28-Ene-1965 1,040 La Unión, Guerrero

Itzícuaro 2 01-Ene-1929 1 Peribán los Reyes, Michoacán Ixtaczoquitlán 10-Sep-2005 Ixtaczoquitlán, Veracruz José Cecilio del Valle 3 26-Abr-1967 21 Tapachula, Chiapas Jumatán 4 17-Jul-1941 Tepic, Nayarit La Amistad 01-May-1987 66 Acuña, Coahuila Leonardo Rodríguez Alcaine (El Cajón) 01-Mar-2007 750 Santa María del Oro, Nayarit Luis Donaldo Colosio (Huites) 15-Sep-1996 422 Choix, Sinaloa Luis M. Rojas (Intermedia) 01-Ene-1963 5 Tonalá, Jalisco

Malpaso 6 29-Ene-1969 1,080 Tecpatán, Chiapas Manuel M. Diéguez (Santa Rosa) 2 02-Sep-1964 61 Amatitlán, Jalisco Manuel Moreno Torres (Chicoasén) 8 29-May-1981 2,400 Chicoasén, Chiapas Mazatepec 4 06-Jul-1962 220 Tlatlauquitepec, Puebla Micos 01-May-1945 1 Cd. Valles, San Luis Potosí Minas 3 10-Mar-1951 15 Las Minas, Veracruz Mocúzari 03-Mar-1959 10 Álamos, Sonora Oviáchic 28-Ago-1957 19 Cajeme, Sonora Platanal 21-Oct-1954 9 Jacona, Michoacán

Plutarco Elías Calles (El Novillo) 3 12-Nov-1964 135 Soyopa, Sonora Portezuelos I 4 01-Ene-1901 2 Atlixco, Puebla Portezuelos II 01-Ene-1908 1 Puente Grande 01-Ene-1912 12 Tonalá, Jalisco Raúl J. Marsal (Comedero) 13-Ago-1991 100 Cosalá, Sinaloa Salvador Alvarado (Sanalona) 08-May-1963 14 Culiacán, Sinaloa San Pedro Porúas 01-Oct-1958 Villa Madero, Michoacán Schpoiná 07-May-1953 Venustiano Carranza, Chiapas Tamazulapan 12-Dic-1962 Tamazulapan, Oaxaca

Temascal 6 18-Jun-1959 354 San Miguel Soyaltepec, Oaxaca Texolo 2 01-Nov-1951 Teocelo, Veracruz Tirio 3 01-Ene-1905 1 Morelia, Michoacán Tuxpango 4 01-Ene-1914 36 Ixtaczoquitlán, Veracruz Valentín Gómez Farías (Agua Prieta) 15-Sep-1993 240 Zapopan, Jalisco Villita 01-Sep-1973 300 Lázaro Cárdenas, Michoacán Zumpimito 01-Oct-1944 Uruapan, Michoacán 27 de Septiembre (El Fuerte) 27-Ago-1960 59 El Fuerte, Sinaloa

CENTALES FUERA DE SERVICIO

El Durazno (Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán) 2 01-Oct-1955 Valle de Bravo, México Huazuntlán 1 01-Ago-1968 Zoteapan, Veracruz Ixtapantongo (Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán) 3 29-Ago-1944 Las Rosas 01-Ene-1949 Cadereyta, Querétaro Santa Bárbara (Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán) 19-Oct-1950 Santo Tomás de los Plátanos, México Tepazolco 16-Abr-1953 Xochitlán, Puebla Tingambato (Sistema Hidroeléctrico Miguel Alemán) 24-Sep-1957 Otzoloapan, México

TURBINA KAPLAN TURBINA PELTON TURBINA FRANCIS TURBINA DE BULBO TIPOS DE TURBINAS TURBINA KAPLAN TURBINA PELTON TURBINA FRANCIS TURBINA DE BULBO

DIFERENTES TIPOS DE TURBINAS HIDRAULICAS

TURBINA La palabra turbina, viene del latín turbo- inem, que significa rotación o giro de cualquier cosa.

TURBINA KAPLAN Es una turbina hélice con los álabes del rodete orientables. Al poder variar la posición de los álabes, puede buscarse que su inclinación coincida en cualquier punto de funcionamiento con la dirección del flujo a la entrada del rodete, por lo que se adapta bien a cualquier carga .Se usa en CAIDAS MEDIAS y BAJAS. Su nombre se debe al ingeniero austríaco Víctor Kaplan (1876-1934).

Las palas del rotor están dispuestas de manera que el agua circula entre ellas. La presión del agua hace que al salir en un determinado ángulo, la reacción a la fuerza del agua haga girar el rotor.

Un distribuidor suministra agua a presión desde los lados de la turbina. El agua al salir empuja las palas y su presión hace girar el rotor.

Las turbinas Kaplan son uno de los tipos mas eficientes de turbinas de agua de reacción de flujo axial, su rodete funciona de manera semejante a la hélice de un barco. Normalmente se „instalan con el eje en posición vertical, si bien se prestan para ser colocadas de forma horizontal o inclinada. El único „componente de las turbinas kaplan, que podría considerarse como distinto al de las turbinas Francis, es el rotor o rodete. Una de las características „fundamentales de las turbinas Kaplan constituye el hecho que las palas del rotor están situadas a una distancia más baja que la distancia del distribuidor, de modo que el flujo del agua incide sobre las palas en su parte posterior en dirección paralela al eje de la turbina.

TURBINA PELTON 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.

1.-Rodete 2.-Cuchar 3.-Aguja 4.-Tobera 5.-Conducto de entrada 6.-Mecanismo de regulación 7.-Cámara de salida

Turbina francis La turbina Francis fue desarrollada por James B. Francis. Las turbinas Francis son turbinas hidráulicas que se pueden diseñar para un amplio rango de saltos y caudales, siendo capaces de operar en rangos de desnivel que van de los dos metros hasta varios cientos de metros. Esto, junto con su alta eficiencia, ha hecho que este tipo de turbina sea el más ampliamente usado en el mundo, principalmente para la producción de energía eléctrica mediante centrales hidroeléctricas.

partes Caja espiral: Tiene como función distribuir uniformemente el fluido en la entrada del rodete de una turbina Predistribuidor: Tienen una función netamente estructural, para mantener la estructura de la caja espiral, tienen una forma hidrodinámica para minimizar las pérdidas hidráulicas.

Distribuidor Es el nombre con que se conocen los álabes directores de la turbomáquina, su función es regular el caudal que entra en la turbina, a la vez de direccionar al fluido para mejorar el rendimiento de la máquina. Este recibe el nombre de distribuidor Fink. Rotor: Es el corazón de la turbina, ya que aquí tiene lugar el intercambio de energía entre la máquina y el fluido, pueden tener diversas formas dependiendo del número de giros específico para el cual está diseñada la máquina.

Tubo de aspiración: Es la salida de la turbina Tubo de aspiración: Es la salida de la turbina. Su función es darle continuidad al flujo y recuperar el salto perdido en las instalaciones que están por encima del nivel de agua a la salida. En general se construye en forma de difusor, para generar un efecto de aspiración, el cual recupera parte de la energía que no fuera entregada al rotor en su ausencia.

ventajas -Su diseño hidrodinámico permite bajas perdidas hidráulicas, por lo cual se garantiza un alto rendimiento. -Su diseño es robusto, de tal modo se obtienen décadas de uso bajo un costo de mantenimiento menor con respecto a otras turbinas. -Junto a sus pequeñas dimensiones, con lo cual la turbina puede ser instalada en espacios con limitaciones física también permiten altas velocidades de giro. -Junto a la tecnología y a nuevos materiales, las nuevas turbinas requieren cada vez menos mantenimiento.

desventajas -No es recomendado para altura mayores de 800 m, por las presiones existentes en los sellos de la turbina. -Hay que controlar el comportamiento de la cavitación. -No es la mejor opción para utilizar frente a grandes variaciones de caudal, por lo que se debe tratar de mantener un flujo de caudal constante previsto, antes de la instalación

TURBINA BULBO Si además de tener las palas orientables, las turbinas funcionan en los dos sentidos de rotación (turbinas reversibles) se les denomina turbinas Bulbo.

HISTORIA El nacimiento oficial de estos grupos Bulbo, tiene lugar el 27 de diciembre de 1933, adquiriendo el derecho de los mismos Arno Fisher, que en 1936 inaugura los dos primeros grupos de Rostin,; la potencia de esta primera central era de 168 kW.

COMPONENTES DE LA TURBUNA DE BULBO

Básicamente es una unidad de generación consiste en una turbina y un generador de Kaplan rodeado por una cápsula. La cápsula es a su vez inmersa en el flujo de agua, esto conduce a un sistema de cierre que requiere una mayor precisión, lo que significa menos espacio para el acceso de mantenimiento.

El generador esta encerrado en un recinto metálico estanco que normalmente precede al rotor de turbina, la forma del conjunto es como una “pera o bulbo”. Para llegar hasta el alternador, como así también a las conducciones y servicios se dispone de una chimenea que comunica con el exterior.

DISEÑO DE LA TURBINA DE BULBO

Se caracteriza por tener el conjunto turbina-generador instalado en el eje horizontal dentro de una cápsula llamada bulbo, que por lo general opera sumergido.

PRINCIPALES COMPONENTES DE LA TURBINA BULBO Número Componente 1 Cápsula o ampolla 07-09 Rodamientos 2 Tubo de acceso del generador 10 Distribuidor 3 Cámara de aducción 11 Palas del rotor 4 Sistema de aceite del rotor 12 Cono o Warhead 5 Generador síncrono 13 Cubo 6-8 6 Estructuras de soporte y Pre-distribuidor Tubo de acceso a la turbina 14 Tubo de descarga

cavitacion Es un efecto hidrodinámico que se produce cuando un fluido pasa a gran velocidad por una arista afilada, produciendo una descompresión del fluido, provocando el desgaste de la estructura.

Como reducir los efectos de la cavitacion Turbina Pelton. Mantener la presión inicial lo mas alto posible Reducir las curvaturas de la línea de corriente. Reducir la distancia entre el flujo de entrada y el flujo de expulsión. Turbina Francis.  Material con mayor resistencia. Dar un acabado de pulido. Implementación de hules. Implementar el método catódico. Modificar el diseño para minimizar las diferencias de presión.

Turbina de Bulbo. Modificar el diseño para minimizar la diferencia de presión. Recubrir con hule o plástico que absorban las energías de choque. Turbina de Hélice. Cambiar el tipo de material de las hélices por acero inoxidable. Turbina kaplan. Aumentar la resistencia del material. realizar un diseño apropiado.

GRACIAS POR SU ATENCION APLAUSOS GRACIAS POR SU ATENCION