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Equipo 4        Integrantes:Martin Eduardo Barraza Ortiz.Jorge Alfonso Bernal Zapata.    Alan Chávez Medina.
Energía HidroeléctricaLa energía hidroeléctrica aprovecha el movimiento del agua para convertirlo encorriente eléctrica co...
FuncionamientoConvierte la energía potencial del agua a cierta altura en energía eléctrica.Se permite la caída del fluido ...
Principales componentes de una Central Hidroeléctrica  La Presa  El primer elemento que encontramos en una central hidroel...
Los Aliviaderosson elementos vitales de la presa que tienen como misión liberar parte delagua detenida sin que esta pase p...
Casa de máquinasEs la construcción en donde se ubican las máquinas (turbinas,alternadores, etc.) y los elementos de regula...
 Ventajas de las centrales hidroeléctricas:1. No requieren combustible, sino que usan una forma renovable de   energía, c...
Desventajas de las centrales hidroeléctricas:1. Los costos de instalación iniciales son muy altos.2. Su ubicación, condici...
Plantas hidroeléctricas en México. En México hay 64 Centrales Hidroeléctricas, de las cuales 20 son degran importancia y 4...
Número Fecha de Capacidad                                              efectiva  Nombre de la central      de    entrada e...
Chilapan           4   01-Sep-   26    Catemaco,                        1960           VeracruzCóbano             2   25-A...
Humaya                   2    27-Nov-       90     Badiraguato,                                1976               SinaloaI...
Micos                   2   01-May-    1    Cd. Valles, San                             1945           Luis PotosíMinas   ...
07-May-         VenustianoSchpoiná                3    1953      2    Carranza,                                           ...
Centrales fuera deservicio:El Durazno (Sistema         01-Oct-       Valle de Bravo,Hidroeléctrico Miguel   2    1955     ...
Concepto de TurbinaUna turbina es una máquina motriz que consiste de una parte giratoriallamada rodete, que se impulsa por...
Turbinas HidráulicasLas turbinas hidráulicas aprovechan la energía de los saltos de aguapara producir energía mecánica. Es...
LA TURBINA FRANCISGeneralidades.como ya se había dicho, la turbina Francis es en la actualidad, la turbinahidráulica típic...
La turbina Francis presenta las siguientes características: Su óptimo diseño hidráulico garantiza un alto rendimiento Su...
Las turbinas Francis de Pozo Son principalmente utilizadas en la rehabilitación de centrales  hidroeléctricas existentes,...
ÓRGANOS PRINCIPALES DE UNA TURBINA FRANCIS.
Los órganos principales de una turbina Francis es el orden del paso del agua  son: La carcasa, caja espiral o caracol com...
Turbinas PeltonEs una turbo máquina motora, de flujo trasversal, admisión parcial y deacción. Consiste en una rueda (rodet...
Diseño Las turbinas Pelton están diseñadas para explotar grandes saltoshidráulicos de bajo caudal. Las centrales hidroeléc...
Partes de una turbina PeltonDistribuidor.Está constituido por uno o varios equipos de inyección de agua. Cadauno de dichos...
Cámara de distribución:Consiste en la prolongación de la tubería forzada, acoplada a éstamediante brida de unión, posterio...
Inyector:Es el elemento mecánico destinado a dirigir y regular el chorro de aguay esta compuesto por 3 partes; 1 Tobera ,2...
Rodete:Es la pieza clave donde se transforma la energía hidráulica delagua, en su forma cinética, en energía mecánica o, d...
CarcasaEs la envoltura metálica que cubre los inyectores, rodete y otroselementos mecánicos de la turbina. Su misión consi...
FuncionamientoLa tobera o inyector lanza directamente el chorro de agua contra la seriede paletas en forma de cuchara mont...
La válvula de aguja, gobernada por el regulador de velocidad, cierramás o menos el orificio de salida de la tobera, consig...
Ventajas   Mas robustas.   Menos peligro de erosión de los alabes.   Reparaciones mas sencillas.   Regulación de presi...
DESVENTAJAS   Altura mínima para su funcionamiento: 20 Metros.   Costo de instalación inicial.   El impacto ambiental e...
EFICIENCIA
Para un determinado caudal se regula la velocidad con la válvulaOpera más eficientemente en condiciones de grandes saltos,...
Tipos de turbinas peltonMicro turbinas peltonSe usan en zonas rurales aisladas donde se aprovechan los recursoshidroenergé...
Clasificación de las micro turbinas pelton1-. Turbinas Pelton de Eje Vertical:En este tipo de turbinas Pelton el numero de...
2-.Turbinas Pelton de Eje Horizontal:En este tipo de turbinas Pelton se facilita la colocación del sistema dealimentación ...
Mini turbinas peltonSegún las normas europeas las mini centrales hidroeléctricas sonaquellas que están comprendidas en el ...
Pico turbinas peltonLa aparición de pico centrales hidroeléctricas y consecuentemente depico turbinas, tiene apenas una dé...
TURBINA KAPLANLas turbinas tipo Kaplan fueron diseñado por el Dr. técnico víctor Kaplan(1876-1934) en el principio del sig...
EL DISTRIBUIDOREl distribuidor es un órgano fijo cuya misión es dirigir el agua, desde lasección de entrada de la máquina ...
CARCASA O CARACOLEs parte de la estructura fija de la máquina y tiene forma en espiral. Enella se convierte parte de la en...
CÁMARA DE ALIMENTACIÓNEs el lugar por donde entre el agua para alimentar a la turbina. En pocaspalabras es un ducto de adm...
TUBO DE DESFOGUEEs un conducto por el que desagua el agua, generalmente conensanchamiento progresivo, recto o acodado, que...
SERVOMOTOR DEL DISTRIBUIDORAjusta automáticamente a los álabes del distribuidor, de acuerdo conlas necesidades de la poten...
EFICIENCIALa eficiencia de las turbinas axiales y mixtas también depende de lapotencia entregada y del tipo de turbina, pu...
Diferencias   Las turbinas Pelton, Francis y Kaplan se diferencian en muchos aspectos.   Uno de ellos es su simple apari...
VENTAJAS   El aumento de los costos de los combustibles fósiles ha hecho volver la    mirada hacia este tipo de sistemas ...
TURBINA HELICOIDAL Son turbinas, desarrolladas para generar energía eléctrica a través delcaudal del río sin necesidad de ...
Ventajas   Estas asumen una forma helicoidal y tienen un mayor rendimiento    estando siempre una paleta en posición de r...
DESVENTAJAS   Contaminación del aire y del agua como resultado de la construcción y    de la eliminación de los desperdic...
TURBINA TIPO BULBOSi además de tener las palas orientables, las turbinas funcionan en losdos sentidos de rotación (turbina...
Plantas hidroelectricas
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  1. 1. Equipo 4 Integrantes:Martin Eduardo Barraza Ortiz.Jorge Alfonso Bernal Zapata. Alan Chávez Medina.
  2. 2. Energía HidroeléctricaLa energía hidroeléctrica aprovecha el movimiento del agua para convertirlo encorriente eléctrica comercial. La primera vez que esto se hizo fue enNorthumberland (Gran Bretaña) en 1880 y es una tecnología que se sigueaprovechando en la actualidad.
  3. 3. FuncionamientoConvierte la energía potencial del agua a cierta altura en energía eléctrica.Se permite la caída del fluido y la energía potencial se convierte encinética alcanzando gran velocidad en el punto más bajo; en este punto sele hace pasar por una turbina y provoca un movimiento rotatorio en ungenerador que a su vez se convierte en energía eléctrica de tensión yfrecuencia desordenadas. Una vez extraída la energía eléctrica el agua sedevuelve al río para su curso normal, pudiéndose aprovechar de nuevopara obtener energía eléctrica aguas abajo o para el consumo humano.
  4. 4. Principales componentes de una Central Hidroeléctrica La Presa El primer elemento que encontramos en una central hidroeléctrica es la presa o azud, que se encarga de atajar el río y remansar las aguas. Con estas construcciones se logra un determinado nivel del agua antes de la contención, y otro nivel diferente después de la misma. Ese desnivel se aprovecha para producir energía. Las presas pueden clasificarse por el material empleado en su construcción en: Presa de tierra Presa de hormigón
  5. 5. Los Aliviaderosson elementos vitales de la presa que tienen como misión liberar parte delagua detenida sin que esta pase por la sala de máquinas.Se encuentran en la pared principal de la presa y pueden ser de fondo o desuperficie.La misión de los aliviaderos es la de liberar, si es preciso, grandescantidades de agua o atender necesidades de riego.Tomas de aguaLas tomas de agua son construcciones adecuadas que permiten recoger ellíquido para llevarlo hasta las máquinas por medios de canales o tuberías.Las tomas de agua de las que parten varios conductos hacia las tuberías, sehallan en la pared anterior de la presa que entra en contacto con el aguaembalsada. Estas tomas además de unas compuertas para regular lacantidad de agua que llega a las turbinas, poseen unas rejillas metálicasque impiden que elementos extraños como troncos, ramas, etc. puedanllegar a los álabes y producir desperfectos
  6. 6. Casa de máquinasEs la construcción en donde se ubican las máquinas (turbinas,alternadores, etc.) y los elementos de regulación y comando.
  7. 7.  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 ingeniería necesarias para aprovechar la energía hidráulica tienen una duración considerable.6. La turbina hidráulica 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.
  8. 8. Desventajas de las centrales hidroeléctricas:1. Los costos de instalación iniciales son muy altos.2. Su ubicación, condicionada por la geografía natural, suele estar lejos de los centros de consumo y obliga a construir un sistema de transmisión de electricidad, aumentando los costos de inversión y de mantenimiento y aumentando la pérdida de energía.3. La construcción implica mucho tiempo en comparación con la de las centrales termoeléctricas.4. El espacio necesario para el embalse inunda muchas hectáreas de terreno.5. La disponibilidad de energía puede fluctuar, de acuerdo con el régimen de lluvias, de estación en estación y de año en año.
  9. 9. Plantas hidroeléctricas en México. En México hay 64 Centrales Hidroeléctricas, de las cuales 20 son degran importancia y 44 son centrales pequeñas. Suman un total de 181unidades generadoras de este tipo. Las 20 centrales mas grandes seubican de la siguiente manera: 5 en la Gerencia Regional de ProducciónNoroeste, 2 en la Gerencia Regional de Producción Norte, 5 en laGerencia Regional de Producción Occidente, 2 en la Gerencia Regionalde Producción Central y 6 en la Gerencia Regional de ProducciónSureste.Actualmente 57 plantas hidroeléctricas están produciendo energíaeléctrica y 7 centrales hidroeléctricas están fuera de servicio. Estainformación esta actualizada hasta el 29 de mayo de 2009.
  10. 10. Número Fecha de Capacidad efectiva Nombre de la central de entrada en instalada Ubicación unidades operación (MW)Aguamilpa Solidaridad 3 15-Sep-1994 960 Tepic, NayaritAmbrosio Figueroa 5 31-May- 30 La Venta,(La Venta) 1965 GuerreroÁngel Albino Corzo 4 15-Sep-1987 420 Ostuacán,(Peñitas) ChiapasBacurato 2 16-Jul-1987 92 Sinaloa de Leyva, SinaloaBartolinas 2 20-Nov-1940 1 Tacámbaro, MichoacánBelisario Domínguez 5 14-Jul-1976 900 Venustiano(Angostura) Carranza, ChiapasBombaná 4 20-Mar-1961 5 Soyaló, Chiapas San FranciscoBoquilla 4 01-Ene-1915 25 Conchos, ChihuahuaBotello 2 01-Ene-1910 13 Panindícuaro, MichoacánCamilo Arriaga 2 26-Jul-1966 18 El Naranjo, San(El Salto) Luis PotosíCarlos Ramírez Ulloa 3 16-Dic-1986 600 Apaxtla, Guerrero(El Caracol)
  11. 11. Chilapan 4 01-Sep- 26 Catemaco, 1960 VeracruzCóbano 2 25-Abr- 52 Gabriel Zamora, 1955 MichoacánColimilla 4 01-Ene- 51 Tonalá, Jalisco 1950 01-Sep- San FranciscoColina 1 1996 3 Conchos, ChihuahuaColotlipa 4 01-Ene- 8 Quechultenango, 1910 GuerreroCupatitzio 2 14-Ago- 72 Uruapan, 1962 MichoacánElectroquímica 1 01-Oct- 1 Cd. Valles, San 1952 Luis PotosíEncanto 2 19-Oct- 10 Tlapacoyan, 1951 Veracruz 15-Nov- Nueva Cd.Falcón 3 1954 32 Guerrero, TamaulipasFernando Hiriart 27-Sep- Zimapán,Balderrama 2 1996 292 Hidalgo(Zimapán)
  12. 12. Humaya 2 27-Nov- 90 Badiraguato, 1976 SinaloaInfiernillo 6 28-Ene- 1,040 La Unión, 1965 Guerrero 01-Ene- Peribán losItzícuaro 2 1929 1 Reyes, MichoacánIxtaczoquitlán 1 10-Sep- 2 Ixtaczoquitlán, 2005 VeracruzJosé Cecilio del Valle 3 26-Abr- 21 Tapachula, 1967 ChiapasJumatán 4 17-Jul-1941 2 Tepic, NayaritLa Amistad 2 01-May- 66 Acuña, Coahuila 1987Leonardo Rodríguez 2 01-Mar- 750 Santa María delAlcaine (El Cajón) 2007 Oro, NayaritLuis Donaldo Colosio 2 15-Sep- 422 Choix, Sinaloa(Huites) 1996Luis M. Rojas 1 01-Ene- 5 Tonalá, Jalisco(Intermedia) 1963Malpaso 6 29-Ene- 1,080 Tecpatán, 1969 ChiapasManuel M. Diéguez 2 02-Sep- 61 Amatitlán,(Santa Rosa) 1964 JaliscoManuel Moreno Torres 8 29-May- 2,400 Chicoasén,(Chicoasén) 1981 ChiapasMazatepec 4 06-Jul-1962 220 Tlatlauquitepec, Puebla
  13. 13. Micos 2 01-May- 1 Cd. Valles, San 1945 Luis PotosíMinas 3 10-Mar- 15 Las Minas, 1951 VeracruzMocúzari 1 03-Mar- 10 Álamos, Sonora 1959Oviáchic 2 28-Ago- 19 Cajeme, Sonora 1957Platanal 2 21-Oct- 9 Jacona, 1954 MichoacánPlutarco Elías Calles 3 12-Nov- 135 Soyopa, Sonora(El Novillo) 1964Portezuelos I 4 01-Ene- 2 Atlixco, Puebla 1901Portezuelos II 2 01-Ene- 1 Atlixco, Puebla 1908Puente Grande 2 01-Ene- 12 Tonalá, Jalisco 1912Raúl J. Marsal 2 13-Ago- 100 Cosalá, Sinaloa(Comedero) 1991Salvador Alvarado 2 08-May- 14 Culiacán,(Sanalona) 1963 SinaloaSan Pedro Porúas 2 01-Oct- 3 Villa Madero, 1958 Michoacán
  14. 14. 07-May- VenustianoSchpoiná 3 1953 2 Carranza, ChiapasTamazulapan 2 12-Dic- 2 Tamazulapan, 1962 Oaxaca 18-Jun- San MiguelTemascal 6 1959 354 Soyaltepec, OaxacaTexolo 2 01-Nov- 2 Teocelo, 1951 VeracruzTirio 3 01-Ene- 1 Morelia, 1905 MichoacánTuxpango 4 01-Ene- 36 Ixtaczoquitlán, 1914 VeracruzValentín Gómez Farías 2 15-Sep- 240 Zapopan,(Agua Prieta) 1993 Jalisco 01-Sep- LázaroVillita 4 1973 300 Cárdenas, MichoacánZumpimito 4 01-Oct- 6 Uruapan, 1944 Michoacán27 de Septiembre 3 27-Ago- 59 El Fuerte,(El Fuerte) 1960 Sinaloa
  15. 15. Centrales fuera deservicio:El Durazno (Sistema 01-Oct- Valle de Bravo,Hidroeléctrico Miguel 2 1955 0 MéxicoAlemán)Huazuntlán 1 01-Ago- 0 Zoteapan, 1968 VeracruzIxtapantongo (Sistema 29-Ago- Valle de Bravo,Hidroeléctrico Miguel 3 1944 0 MéxicoAlemán)Las Rosas 1 01-Ene- 0 Cadereyta, 1949 QuerétaroSanta Bárbara Santo Tomás(Sistema 3 19-Oct- 0 de los Plátanos,Hidroeléctrico Miguel 1950 MéxicoAlemán)Tepazolco 2 16-Abr- 0 Xochitlán, 1953 PueblaTingambato (Sistema 24-Sep- Otzoloapan,Hidroeléctrico Miguel 3 1957 0 MéxicoAlemán)
  16. 16. Concepto de TurbinaUna turbina es una máquina motriz que consiste de una parte giratoriallamada rodete, que se impulsa por un fluido en movimiento.Dependiendo de la naturaleza de este fluido, las turbinas se puedendividir en: hidráulicas, a vapor y a gas. Con el de visualizar de mejorforma nuestro objetivo, el estudio de la turbina Francis, haremos unabreve descripción de las turbinas hidráulicas.Las turbinas hidráulicas son turbo máquinas que permiten latransferencia de energía del agua a un rotor positivo de alabes, mientrasel flujo pasa a través de éstos.
  17. 17. Turbinas HidráulicasLas turbinas hidráulicas aprovechan la energía de los saltos de aguapara producir energía mecánica. Esencialmente poseen dos partes: eldistribuidor (fijo) y el rodete (móvil).Dependiendo de alguna propiedad particular, las turbinas puedenclasificarse de distintas formas.Turbinas de acción, en las que la energía del agua a la salida deldistribuidor es toda cinética, y las turbinas de reacción donde estoocurre solo en parte. Asimismo también se pueden dividir las turbinasen axiales o radiales, según que la columna de líquido se desplace en elrodete a lo largo del eje de rotación, o bien normalmente al mismo, esdecir, de forma radial.
  18. 18. LA TURBINA FRANCISGeneralidades.como ya se había dicho, la turbina Francis es en la actualidad, la turbinahidráulica típica de reacción de flujo radial. Lleva este nombre en honor alingeniero james bichano Francis (1815-1892), de origen ingles y que emigroa los Estados unidos, donde fue encargado de realizar proyectos hidráulicosutilizando turbinas centrípetas, esto es con recorrido radial del agua deafuera hacia dentro, para un debido aprovechamiento de la accióncentrípeta
  19. 19. La turbina Francis presenta las siguientes características: Su óptimo diseño hidráulico garantiza un alto rendimiento Su diseño reforzado da una vida útil de muchas décadas en servicio continuo Alta velocidad de giro permite pequeñas dimensiones La aplicación de modernos materiales reduce el mantenimiento de las piezas móviles al mínimo La turbina Francis es instalada en todo lugar donde se dé un flujo de agua relativamente constante y donde se exige un alto rendimiento. Su eficiencia es aproximadamente de 8 %por encima de la turbina de Flujo Cruzado, pero tiene la desventaja de no poder operar con grandes variaciones del caudal de agua.
  20. 20. Las turbinas Francis de Pozo Son principalmente utilizadas en la rehabilitación de centrales hidroeléctricas existentes, con bajas caídas de aproximadamente 1,5 m - 10 m y grandes volúmenes de agua. También para nuevas instalaciones se podría tener en cuenta la construcción de una turbina Francis de Pozo. La selección de esta turbina exige una apropiada experiencia, especialmente en el ámbito de aplicación común de la turbina Francis de Pozo con la turbina de Flujo Cruzado, con gusto le ofrecemos nuestra asesoría calificada para su proyecto específico.Las turbinas Francis espiral Son empleadas predominantemente en instalaciones con potencias mayores, alturas de caídas de 5 m hasta aproximadamente 250 m y donde no varía mucho el caudal de agua. Por sus elevados números de revoluciones se puede lograr casi siempre la velocidad síncrona de un generador, lo que permite un acople directo entre la turbina y el generador. Cuando la turbina Francis espiral compite con la turbina Pelton se debe analizar con mucho cuidado varios aspectos adicionales (como la velocidad de giro, materiales en suspensión en el agua, variaciones en la oferta hídrica, etc.).
  21. 21. ÓRGANOS PRINCIPALES DE UNA TURBINA FRANCIS.
  22. 22. Los órganos principales de una turbina Francis es el orden del paso del agua son: La carcasa, caja espiral o caracol como ya se a dicho es un ducto alimentador de sección generalmente circular y diámetro decreciente, que circula al rotor, procurando el fluido necesario para la operación de la turbina. Generalmente es lámina de acero. El distribuidor, lo constituye una serie de alabes directores en forma de persiana circular cuyo paso se puede modificar con la ayuda de un servomotor lo que permite imponer al fluido la dirección de ataque exigida por el rodete móvil y además regula el gasto de acuerdo con la potencia exigida de la turbina. El distribuidor se transforma parcialmente la energía de presión en energía cinética. El rodete móvil o rotor. Esta formado por los propios alabes, los cuales están engastados en un plato perpendicular al eje de la maquina, de cuyo plato arrancan siguiendo la dirección axial, tomando en forma progresiva un alabeo y abriéndose a hacia la dirección radial. El tubo de desfogue o difusor, da salida al agua de la tubería y al mismo tiempo procura una ganancia en carga estática hasta el valor de la presión atmosférica debido a su forma diferente se tienen así a la salida del rotor una presión mas baja
  23. 23. Turbinas PeltonEs una turbo máquina motora, de flujo trasversal, admisión parcial y deacción. Consiste en una rueda (rodete o rotor) dotada de cucharas en superiferia, las cuales están especialmente realizadas para convertir laenergía de un chorro de agua que incide sobre las cucharas.
  24. 24. Diseño Las turbinas Pelton están diseñadas para explotar grandes saltoshidráulicos de bajo caudal. Las centrales hidroeléctricas dotadas de estetipo de turbina cuentan, la mayoría de las veces, con una larga tuberíallamada galería de presión para trasportar al fluido desde grandesalturas, a veces de hasta más de doscientos metros.
  25. 25. Partes de una turbina PeltonDistribuidor.Está constituido por uno o varios equipos de inyección de agua. Cadauno de dichos equipos, formado por determinados elementosmecánicos, tiene como misión dirigir, convenientemente, un chorro deagua, cilíndrico y de sección uniforme, que se proyecta sobre el rodete,así como también, regular el caudal preciso que ha de fluir hacia dichorodete, llegando a cortarlo totalmente cuando proceda
  26. 26. Cámara de distribución:Consiste en la prolongación de la tubería forzada, acoplada a éstamediante brida de unión, posteriormente a la situación de la válvulade entrada a la turbina, según la trayectoria normal del agua
  27. 27. Inyector:Es el elemento mecánico destinado a dirigir y regular el chorro de aguay esta compuesto por 3 partes; 1 Tobera ,2 Aguja,3 Deflector.  Tobera: Se entiende como tal, una boquilla, normalmente con orificio de sección circular (puede tratarse de otra sección), de un diámetro aproximado entre 5 y 30 cm, instalada en la terminación de la cámara de distribución  Aguja: Está formada por un vástago situado concéntricamente en el interior del cuerpo de la tobera, guiado mediante cojinetes sobre los cuales tiene un libre movimiento de desplazamiento longitudinal en dos sentidos  Deflector: Es un dispositivo mecánico que, a modo de pala o pantalla, puede ser intercalado con mayor o menor incidencia en la trayectoria del chorro de agua, entre la tobera y el rodete, presentando la parte cóncava hacia el orificio de tobera
  28. 28. Rodete:Es la pieza clave donde se transforma la energía hidráulica delagua, en su forma cinética, en energía mecánica o, dicho de otramanera, en trabajo según la forma de movimiento de rotación. Yesta constituido por: 1 Rueda Motriz y 2 Cangilones (Tambiénllamados álabes, cucharas o palas.). Rueda Motriz: Su periferia está mecanizada apropiadamente para ser soporte de los denominados cangilones. Cangilones: Son piezas de bronce o de acero especial para evitar, dentro de lo posible, las corrosiones y cavitaciones .
  29. 29. CarcasaEs la envoltura metálica que cubre los inyectores, rodete y otroselementos mecánicos de la turbina. Su misión consiste en evitar que elagua salpique al exterior ya que después de incidir sobre los alabes,abandona a éstos.Cámara de descargaSe entiende como tal, la zona por donde cae el agua libremente hacia eldesagüe, después de haber movido al rodete. También se conoce comotubería de descarga.Sistema hidráulico de frenadoConsiste en un circuito de agua derivado de la cámara de distribución.El agua, proyectada a gran velocidad sobre la zona convexa de loscangilones, favorece el rápido frenado del rodete, cuando lascircunstancias lo exigen
  30. 30. FuncionamientoLa tobera o inyector lanza directamente el chorro de agua contra la seriede paletas en forma de cuchara montadas alrededor del borde de unarueda.El agua acciona sobre las cucharas intercambiando energía con la ruedaen virtud de su cambio de cantidad de movimiento.Se dispone de la máxima energía cinética en el momento en que el aguaincide tangencialmente sobre el rodete, empujando a los alabes que loforman, obteniéndose el trabajo mecánico deseado.Las formas cóncavas de los alabes hacen cambiar la dirección del chorrode agua, saliendo éste, ya sin energía apreciable, por los bordeslaterales, sin ninguna incidencia posterior sobre los alabes sucesivos.De este modo, el chorro de agua transmite su energía cinética al rodete,donde queda transformada instantáneamente en energía mecánica.
  31. 31. La válvula de aguja, gobernada por el regulador de velocidad, cierramás o menos el orificio de salida de la tobera, consiguiendo modificarel caudal de agua que fluye por ésta, al objetivo de mantener constantela velocidad del rodete, evitándose reducción del número derevoluciones del mismo, por disminución o aumento respectivamentede la carga solicitada al generador.En general, a medida que la altura de la caída de agua aumenta, senecesita menor caudal de agua para generar la misma potencia. Laenergía es la fuerza por la distancia, y, por lo tanto, una presión másalta puede generar la misma fuerza con menor caudal.
  32. 32. Ventajas Mas robustas. Menos peligro de erosión de los alabes. Reparaciones mas sencillas. Regulación de presión y velocidad mas fácil. Mejores rendimientos a cargas parciales. Infraestructura mas sencilla. Gira con alta velocidad, entonces se puede conectar el generador en forma directa, sin pérdidas de transmisión mecánica. Con el eje horizontal se es posible instalar turbinas gemelas para un solo generador colocado entre ambas, contrarrestando empujes axiales Con el eje vertical se permite aumentar el numero de chorros por rueda (4 a 6); con esto se puede incrementar el caudal y tener mayor potencia por unidad.
  33. 33. DESVENTAJAS Altura mínima para su funcionamiento: 20 Metros. Costo de instalación inicial. El impacto ambiental es grande en caso de grandes centrales hidroeléctricas. Requiere de múltiples inyectores para grandes caudales.
  34. 34. EFICIENCIA
  35. 35. Para un determinado caudal se regula la velocidad con la válvulaOpera más eficientemente en condiciones de grandes saltos, bajoscaudales y cargas parciales.Ejemplo:H (m) neta de caída: 750mts aprox.Q (l/s) : 75 aprox.Su generación en este caso seria de 400 KW.
  36. 36. Tipos de turbinas peltonMicro turbinas peltonSe usan en zonas rurales aisladas donde se aprovechan los recursoshidroenergéticos que existen en pequeños ríos o quebradas paratransformarlos en energía mecánica o eléctrica.Para hacer posible este proceso se tiene que hacer un grupo de obras asícomo obtener equipos especiales, estos se dividen normalmente en tresgrupos: obras civiles, equipo electromecánico y redes eléctricas.
  37. 37. Clasificación de las micro turbinas pelton1-. Turbinas Pelton de Eje Vertical:En este tipo de turbinas Pelton el numero de chorros por rueda sereduce generalmente a uno o dos, por resultar complicada lainstalación en un plano vertical de las tuberías de alimentación y lasagujas de inyección. Este sistema de montaje encuentra aplicación enaquellos casos donde se tienen aguas sucias que producen deterioros onotable acción abrasiva. Con el eje horizontal se hace también posibleinstalar turbinas gemelas para un solo generador colocado entre ambas,contrarrestando empujes axiales.
  38. 38. 2-.Turbinas Pelton de Eje Horizontal:En este tipo de turbinas Pelton se facilita la colocación del sistema dealimentación en un plano horizontal, lo que permite aumentar elnumero de chorros por rueda (4 a 6); con esto se puede incrementar elcaudal y tener mayor potencia por unidad. Se acorta la longitud del ejeturbina-generador; se amenguan las excavaciones; se puede disminuirel diámetro de rueda y aumentar la velocidad de giro
  39. 39. Mini turbinas peltonSegún las normas europeas las mini centrales hidroeléctricas sonaquellas que están comprendidas en el rango de 100KW a 1000KW depotencia, mientras que la organización latinoamericana de energía lasclasifica de 50KW a 1000KW.
  40. 40. Pico turbinas peltonLa aparición de pico centrales hidroeléctricas y consecuentemente depico turbinas, tiene apenas una década. El rango de pico centrales estápor debajo de los 10kW.Las pico turbinas se aprovechan por los recursos hidráulicos existentesen quebradas muy pequeñas, manantiales u otras fuentes dondeexisten algunos chorros de agua y alguna pequeña caída que podríatransformarse n energía mecánica o eléctrica.Las pico turbinas se diseñan en la actualidad como pequeños bloquescompactos, donde en una sola unidad se incluyen todas sus partes.Se caracteriza principalmente por su pequeño tamaño, su versatilidad ypor su facilidad para el transporte e instalación.
  41. 41. TURBINA KAPLANLas turbinas tipo Kaplan fueron diseñado por el Dr. técnico víctor Kaplan(1876-1934) en el principio del siglo 20.Llamados turbinas de doble regulacionCOMPONENTES PRINCIPALES DE UNA TURBINA KAPLAN 1) Cubo del rodete2) Distribuidor.3) Sello4) Cojinete5) Tubos de lubricación6) Chumacera de cargo7) Bomba para lubricación de la chumacera8) Grúa9) Alabes del distribuidor10) Servomotor del distribuidor (mecanismo de orientación de los álabes)11) Caracol metálico12) Tubo de desfogue
  42. 42. EL DISTRIBUIDOREl distribuidor es un órgano fijo cuya misión es dirigir el agua, desde lasección de entrada de la máquina hacia la entrada en el rodete (cámarade admisión), distribuyéndola alrededor del mismo, (turbinas deadmisión total), o a una parte, (turbinas de admisión parcial), es decir,permite regular el agua que entra en la turbina, desde cerrar el pasototalmente, caudal cero, hasta lograr el caudal máximo. Es también unórgano que transforma la energía de presión en energía de velocidad;en las turbinas hélico-centrípetas y en las axiales está precedido de unacámara espiral (voluta) que conduce el agua desde la sección deentrada, asegurando un reparto simétrico de la misma en la superficiede entrada del distribuidor.
  43. 43. CARCASA O CARACOLEs parte de la estructura fija de la máquina y tiene forma en espiral. Enella se convierte parte de la energía de presión del agua en energíacinética, dirigiendo el agua alrededor del distribuidor.
  44. 44. CÁMARA DE ALIMENTACIÓNEs el lugar por donde entre el agua para alimentar a la turbina. En pocaspalabras es un ducto de admisión.La cámara de alimentación suele ser de concreto en muchos casos,debido a la gran capacidad de gasto que admite la turbina Kaplan. Lasección toridal puede ser circular o rectangular.EL RODETEEs el elemento esencial de la turbina, estando provisto de álabes en losque tiene lugar el intercambio de energía entre el agua y la máquina.Como una turbina Kaplan (álabes orientables), es mucho más cara quela de hélice (álabes fijos), a veces se equipa una central de pequeñaaltura con turbinas hélice y Kaplan. Estas van cambiandoinsensiblemente de forma para adaptarse a las diferentes condicionesde servicio.
  45. 45. TUBO DE DESFOGUEEs un conducto por el que desagua el agua, generalmente conensanchamiento progresivo, recto o acodado, que sale del rodete y laconduce hasta el canal de fuga, permitiendo recuperar parte de laenergía cinética a la salida del rodete para lo cual debe ensancharse; sipor razones de explotación el rodete está instalado a una cierta alturapor encima del canal de fuga, un simple difusor cilíndrico permite surecuperación, que de otra forma se perdería. Si la turbina no posee tubode aspiración, se la llama de escape libre.
  46. 46. SERVOMOTOR DEL DISTRIBUIDORAjusta automáticamente a los álabes del distribuidor, de acuerdo conlas necesidades de la potencia. Dicho servomotor (fig.) está ligado algobernador que controla la velocidad del eje del grupo turbina-generador.NERVIO CENTRALEl nervio central (figura 11) es cuidadosamente estudiado con ensayosde laboratorio, evita las pérdidas por desprendimiento de la corriente.La parte gris, es el distribuidor, donde, fuera de ella se encuentra lacámara de alimentación de color café, la parte roja los álabes móvilesdel distribuidor, la azul es el flujo del agua o fluido, la parte amarilla esla turbina KAPLAN, donde, están sus alabes móviles que se asemejan ala forma ala de un avión o propela de un barco y su eje, y por último laparte verde es el difusor o tubo de aspiración.
  47. 47. EFICIENCIALa eficiencia de las turbinas axiales y mixtas también depende de lapotencia entregada y del tipo de turbina, pudiendo controlarse conpaletas de guía ajustablesLA EFICIENCIA DEPENDE DEL ANGULO DE ENTRADA BETA Y ELANGULO DE SALIDA ALFA
  48. 48. Diferencias Las turbinas Pelton, Francis y Kaplan se diferencian en muchos aspectos. Uno de ellos es su simple apariencia. La turbina Pelton está formada por una especie de cucharas que, sometidas al impacto del agua, giran produciendo el giro continuo del eje. Mientras que la forma de la turbina Francis recuerda un molinillo de viento en forma de caracol. Por otro lado la turbina Kaplan recuerda más a una hélice de un barco o un submarino. Otra de las diferencias es según la forma en que el agua impacta en sus álabes y hace que se muevan. Por lo tanto la turbina Pelton y la Francis son turbinas nombradas de acción, porque se mueven por el impacto del agua sobre sus aspas, mientras que la turbina Francis es de reacción porque sus aspas giran por la presión del agua que circula a su alrededor. También las diferencia la cantidad de agua con la que pueden trabajar: la Pelton se utiliza para poca cantidad de agua, pero por contra la Kaplan necesita mucha agua, por lo tanto la más adaptable es la Francis que se puede utilizar para cantidad variable de agua y salto de agua. Otro de los aspectos que las diferencian son las aplicaciones que se hacen de cada una. Mientras que la Pelton en centrales hidráulicas de no mucha potencia, la Francis al poderse aplicar a todo tipo de cantidad de agua y salto de agua es la más utilizada en centrales hidroeléctricas ( estas pueden ser reversibles ) y la turbina Kaplan con su eje en posición horizontal se utiliza en las mareomotrices.
  49. 49. VENTAJAS El aumento de los costos de los combustibles fósiles ha hecho volver la mirada hacia este tipo de sistemas de poca caída. Con el desarrollo de turbinas de hélice normalizadas con ejes casi horizontales, las instalaciones pequeñas han recuperado su atractivo original. Dimensiones reducidas. Velocidades relativamente altas. Rendimiento elevado con carga variable. Notable capacidad para sobrecargas. Las turbinas de acción aprovechan únicamente la velocidad del flujo de agua, mientras que las de reacción aprovechan además la pérdida de presión que se produce en su interior.
  50. 50. TURBINA HELICOIDAL Son turbinas, desarrolladas para generar energía eléctrica a través delcaudal del río sin necesidad de construcción de represas o de conductosforzados y esta compuesta a penas por un grupo generador instalado enel lecho del río Son turbinas hidráulicas capaces de generar hasta 5 kW de potencia,operando independiente de la dirección de la corriente del río. Estaturbina posee rotación unidireccional manteniendo una salida libre,con un rendimiento máximo que puede alcanzar el 35%, es fabricada enaluminio y revestida con una capa de material antiadherente,reduciendo de esta forma la fricción en el agua y previniendo laacumulación de crustáceos y de deshechos. Puede ser usada enposición vertical o horizontal.
  51. 51. Ventajas Estas asumen una forma helicoidal y tienen un mayor rendimiento estando siempre una paleta en posición de recibir el flujo del agua. Esta es una máquina que ocupa poco espacio, es fácil de manejar, presenta un costo bajo de fabricación y una pequeña vibración mecánica. Puede ser usada en posición vertical u horizontal La turbina Gorlov también puede ser denominada de turbina “ecológica” en función de su aspecto constructivo, o sea, dimensión, ángulo y distancia entre sus paletas, que permiten el paso de peces, no afectando el medio ambiente Gira al doble de la velocidad del flujo de la corriente. Gira en la misma dirección independientemente de la dirección del flujo de la corriente. Esto es especialmente ventajoso para los sistemas de energía de las mareas y las olas.
  52. 52. DESVENTAJAS Contaminación del aire y del agua como resultado de la construcción y de la eliminación de los desperdicios, erosión del suelo, destrucción de la vegetación, destrucción de saneamiento y salud en los campamentos de salud. Perdida de terreno (agrícola, bosques, pastos, humedales). Degradación ecológica debido al aumento de presión sobre la tierra. Perdidas de tierras silvestres y hábitats de la fauna. Interrupción de la pesca en el río, la migración de los peces, y el cambio en la calidad y limnología del agua.
  53. 53. TURBINA TIPO BULBOSi además de tener las palas orientables, las turbinas funcionan en losdos sentidos de rotación (turbinas reversibles) se les denominaturbinas Bulbo.Componentes de la turbina bulboBásicamente es una unidad de generación consiste en una turbina y ungenerador de Kaplan rodeado por una cápsula. La cápsula es a su vezinmersa en el flujo de agua, esto conduce a un sistema de cierre querequiere una mayor precisión, lo que significa menos espacio para elacceso de mantenimiento. El generador esta encerrado en un recinto metálico estanco quenormalmente precede al rotor de turbina, la forma del conjunto escomo una “pera o bulbo”. Para llegar hasta el alternador, como asítambién a las conducciones y servicios se dispone de una chimenea quecomunica con el exterior

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