Funcionamiento De Una Hidroelectrica

4. MARCO DE REFERENCIA

4.1 ANTECEDENTE CONCEPTUAL DE LA HIDROELÉCTRICA

En el universo, como consecuencia de los innumerables fenómenos que en el ocurren continuamente, se está produciendo sin cesar una transformación o intercambio de energía entre los cuerpos. Claros ejemplos de estos sucesos los vemos en los molinos de viento en los cuales la energía cinética de las moléculas de aire se transforman en energía potencial del agua que el molino eleva.

En una represa la energía potencial del agua, que se encuentra en un embalse a gran altura, se transforma en energía cinética al caer en el fondo de la represa. Allí gran parte de su energía cinética se transforma en energía cinética de las turbinas que hace mover. Esta energía cinética se transforma a su vez en energía eléctrica en los generadores conectados a las turbinas. La energía eléctrica se distribuye, mediante alambres conductores, a las ciudades vecinas. Durante este proceso de distribución, parte de la energía eléctrica se transforma en energía calorífica que se manifiesta en el calentamiento de los alambres. Ya en la ciudad el resto de la energía eléctrica continua transformándose en más energía calorífica, en planchas, cocinas eléctricas, etc., en energía radiante en las lámparas eléctricas, en energía cinética en los motores, y así podríamos seguir indefinidamente la historia y evolución de cada una de estas formas de energía a través del espacio y el tiempo.

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Si en cualquier transformación de energía se miden las cantidades de energía de cada forma que intervienen en el proceso, se comprueba que siempre que desaparece cierta cantidad de energía de una forma determinada aparece una cantidad equivalente de otra o varias formas de energía.

El resultado de estos juicios nos conducen a un enunciado muy importante el cual define que la cantidad total de energía del universo es constante; ni se crea ni se destruye; únicamente se transforma. Principio físico enunciado por el Alemán Robert Mayer, En el año de 1842.

4.2 ANTECEDENTE GEOGRAFICO E HISTORICO DE LA HIDROENERGETICA MUNDIAL

El agua proviene de la evaporación de los océanos, además de servir para otros fines tales como riego y recreo, sigue siendo uno de los recurso energéticos mas importantes debido a su disponibilidad, no es contaminante y produce trabajo a la temperatura ambiente. Ahora bien, al igual que sucede con los demás recursos, tampoco este se haya en la misma cantidad en todas las regiones de la tierra. Se tienen grandes precipitaciones pluviales en las áreas tropicales de Sudamérica, Sudáfrica y sureste asiático, así como en pequeñas zonas de las regiones montañosas del oeste de Canadá, Chile, centro América, Japón, Noruega, Gran Bretaña y nueva Zelanda. Estas regiones también cuentan con las características topográficas apropiadas, pudiéndose construir grandes obras hidroeléctricas, para aprovechar dichos recursos.

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Las regiones áridas del mundo son principalmente las subtropicales de África, Asia, Australia y México, así como las zonas árticas y subarticas de Asia y norte América.

Las regiones semiáridas son gran parte del Asia central, el sureste de África, el oeste de Estados Unidos y el sur de Sudamérica.

Los países europeos y subarticos tienen recursos importantes, especialmente en las temporadas de lluvia y deshielo.

En lo que se refiere a los ríos, los 50 mas importantes desembocan en los océanos, excepto el río volga, que descarga en el mar caspio. Estos ríos transportan el 50% del agua que fluye en el mundo. El amazonas que es el de mayor caudal, transporta cinco veces el del segundo, que es el rió congo; aunque sin embargo por sus características topográficas este último tiene mayor potencial hidroeléctrico.

No se debe olvidar que P = γQH, por lo tanto, la potencia de un río será mayor cuanto más grande sea su caudal y desnivel. De los 15 ríos más caudalosos, nueve están en Asía, tres en Sudamérica, dos en Norteamérica y uno en África.

Un sistema hidroeléctrico transforma la energía hidráulica de una masa de agua situada a cierta altura H, en energía eléctrica.

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Un sistema hidroeléctrico debe tener la máxima eficiencia, para lo cual es necesario:

Que la carga H que representa la altura sobre el nivel del mar sea utilizada en uno o varios pasos, con plantas escalonadas. Hoy día, cuando tan escasa es la energía, no podemos permitir que un río fluya libremente al mar sin haber utilizado al máximo su energía potencial.

Que la eficiencia de las obras de toma y conducción sea máxima.

Que la eficiencia de la conversión de energía en la turbina sea óptima.

Que la eficiencia del generador eléctrico que transforma la energía mecánica en eléctrica también lo sea.

Finalmente, la eficiencia de la transmisión eléctrica hasta los puntos de consumo, a partir del punto de generación, debe ser optimizada.

4.3 ANTECEDENTE TEORICO

4.3.1 DINAMO

Para producir corriente continua, además de las pilas, existen aparatos basados en los fenómenos de inducción y compuestos de un circuito móvil que se desplaza en un campo magnético. Esta máquina se denomina magnetos, si el campo esta creado por un imán permanente, y dinamos cuando lo esta por un electroimán.

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Un dinamo consta de un electroimán, llamado inductor cuyo entrehierro es cilíndrico de un circuito móvil, de forma también cilíndrica que recibe el nombre de inducido y que gira en el entrehierro, y de órganos de conexión constituidos por el colector y las escobillas. (anexo. A)

El inducido está formado por muchas bobinas de numerosas espiras, que están reunidas en series y enrolladas en un anillo. (anexo. B). O mas frecuentemente en un cilindro de hierro dulce llamado tambor, (anexo. C).

Funcionamiento: si se hace girar el inducido en el sentido de las agujas del reloj, se observa que el flujo de inducción aumenta en las bobinas de los cuadrantes inferior derecho y superior izquierdo (bobinas B4 y B8) y disminuye en las demás (B2 y B6). La regla del sacacorchos de Maxwell da inmediatamente el sentido de la corriente inducida, que está señalado por flechas. La corriente tiene igual sentido en todas las bobinas situadas del mismo lado del plano diametral (B1 y B5) normal a las líneas de inducción y el de sentido contrario en dos bobinas que se encuentran a ambas partes de este plano. La corriente de las bobinas (B1 y B5) es nula, porque para estas bobinas

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