Generación de electricidad

Transcripción

1 Generación de electricidad

2 El aprovechamiento de la energía potencial acumulada en el agua para generar electricidad es una forma clásica de obtener energía. Alrededor del 20% de la electricidad usada en el mundo procede de esta fuente. Es, por tanto, una energía renovable pero no alternativa, estrictamente hablando, porque se viene usando desde hace muchos años como una de las fuentes principales de electricidad.

3 Desde el punto de vista ambiental la energía hidroeléctrica es una de las más limpias, aunque esto no quiere decir que sea totalmente inocua, porque los pantanos que hay que construir suponen un impacto importante. El pantano altera gravemente el ecosistema fluvial. Se destruyen habitats, se modifica el caudal del río y cambian las características del agua como su temperatura, grado de oxigenación y otras. También los pantanos producen un importante impacto paisajístico y humano, porque con frecuencia su construcción exige trasladar a pueblos enteros y sepultar bajo las aguas tierras de cultivo, bosques y otras zonas silvestres.

4 La electricidad que se genera aprovechando la energía del agua (primero potencial y luego mecánica) se llama hidroelectricidad -"hidro", viene del latín y significa agua. Este tipo de energía eléctrica se produce en plantas generadoras conocidas como centrales hidroeléctricas. En estas, en términos simples, la fuerza ejercida por un caudal de agua que cae sobre las hélices de una turbina hace girar un generador que va acoplado a ella, produciendo electricidad. La primera central o planta generadora hidroeléctrica que produjo electricidad para consumo público se instaló en Inglaterra (1880). Sin embargo, la energía del movimiento del agua ya se usaba para hacer girar ruedas hidráulicas que hacían molino.

5 Las mejoras en los generadores y turbinas hidráulicas hizo que las centrales mejoraran su rendimiento, lo que resultó fundamental para cubrir la creciente demanda eléctrica que surgió a principios del siglo XX. Así, la primera central de importancia (en tamaño y rendimiento) se construyó en 1895, en las cataratas del Niágara (EE.UU.). En 1920, las centrales hidroeléctricas generaban ya una parte importante de la producción total de electricidad.la primera central hidroeléctrica en Chile (y la segunda en Sudamérica) fue Chivilingo (hoy VIII Región), se inauguró en 1897 y estuvo en funcionamiento hasta 1976.

6 Electricidad en el mundo La energía hidroeléctrica cubre cerca del 20 % de las necesidades mundiales. Si se considera en términos absolutos, Canadá, Brasil y China son los mayores productores de electricidad. Centrales hidroeléctricas En nuestro país, las centrales que abastecen el Sistema Interconectado Central -el más grande, los sistemas interconectados que existen, pues cubre desde Taltal a Chiloé- son 35 y se encuentran distribuidas entre la Cuarta y la Décima regiones (no hay en la IX Región). De este total, 26 son centrales de pasada y nueve de embalse.

7 El agua y la energía Las centrales hidroeléctricas son las que utlizan los caudales de los ríos en la primera parte de su recorrido hacia el mar. En términos simples, en las centrales, el agua baja con fuerza a través de grandes tuberías, para llegar a una turbina (especie de rueda con hélices) haciéndola girar. De esta manera, se obtiene la fuerza suficiente para mover el rotor (parte giratoria) de un gran generador eléctrico. Aquí se producen grandes tensiones eléctricas que luego se llevan a las ciudades, a través de cables conductores.

8 Las centrales pueden ser de dos tipos: las de pasada y las de embalse. Las primeras son las que reciben el paso de agua por sitios con gran inclinación, y por lo tanto, la fuerza de la caída no alcanza para mover las turbinas. Sin embargo, cuando la inclinación del terreno no es sufuciente para provocar la fuerza de la caída, o bien, por la variabilidad hidrológica de una zona, se construyen los embalses. Estos son altos y grandes dépositos artificiales flanqueados por murallones que permiten almacenar agua.

9 El generador por dentro La unidad generadora de electricidad de una central está compuesta de varios elementos, entre ellos, una tubería que transporta el agua del embalse y desemboca en un caracol que recibe las aguas que, con la enorme presión de la caída, ponen en movimiento la turbina. Aquí se produce la primera transformación de la energía potencial del agua en energía mecánica. El eje de la turbina en su parte superior tiene instalado el rotor del generador que gira dentro de un estator fijo, este último es una estructura metálica, recubierta internamente por circuitos conductores de cobre.

10 Como se señaló, el rotor que gira en el interior del estator, está compuesto por una serie de circuitos que al ser alimentados por una pequeña cantidad de corriente se transforman en electroimanes. Girando el rotor con los electroimanes se inducen corrientes en los circuitos del estator y con ello se ha efectuado una segunda transformación de la energía mecánica en energía eléctrica.

11 Clasificación de las centrales Según su capacidad, las centrales pueden clasificarse en cuatro tipos: las grandes centrales, con una potencia superior a los 5MW (MW o Megavatio equivale a un millón de vatios); las pequeñas centrales, que poseen una potencia mayor a 1MW pero inferior a los 5MW; las minicentrales con potencia superior a los 100 KW (KW o Kilovatio equivale a vatios) pero menor a 1MW; las microcentrales son las que tienen una potencia mayor a 1,5 KW e inferior a los 100 KW y los hidrocargadores, cuya potencia es menor que 1,5KW y generan electricidad en corriente continua (para cargar baterías).

12 Algunas ventajas y desventajas Las hidroeléctricas en comparación con otras centrales, como las nucleares, tiene más años de vida útil. Entre las ventajas de esta energía están: la alta calidad de la energía útil y los bajos costos operacionales y de mantenimiento, las plantas tienen casi nula contaminación del ambiente, las represas ayudan a prevenir inundaciones y la regulación del flujo de agua permite aprovecharlo (más abajo) para regadío. Entre las desventajas está el que al establecer un embalse se inundan y destruyen terrenos y se altera el paisaje y sus especies naturales.

13 Centrales de pasada Esta es la central Sauzalito, ubicada a 13 km al oriente de Rancagua (VI Región). En estas plantas no hay acumulación de agua antes de las turbinas y así, estas aprovechan el caudal de aguas tal como viene. A nivel mundial este tipo de centrales son la mayoría, ya que su construcción es más barata y rápida que las de represa y son ecológicamente sustentables pues no se inundan terrenos. En Chile, 26 de las 35 hidroeléctricas son de pasada (como Molles, Peuchén, etc.). Además, varias empresas del rubro están evaluando levantar otros proyectos.

14 Esta es la central Sauzalito, ubicada a 13 km al oriente de Rancagua (VI Región). En estas plantas no hay acumulación de agua antes de las turbinas y así, estas aprovechan el caudal de aguas tal como viene. A nivel mundial este tipo de centrales son la mayoría, ya que su construcción es más barata y rápida que las de represa y son ecológicamente sustentables pues no se inundan terrenos. En Chile, 26 de las 35 hidroeléctricas son de pasada (como Molles, Peuchén, etc.). Además, varias empresas del rubro están evaluando levantar otros proyectos.

15 Central Chivilingo Inaugurada en 1897, en las cercanías de Lota (VIII Región), fue la primera centralhidroeléctrica de Chile. En su tiempo llegó a producir unos 43 KW de corriente continua. En 1912, los equipos fueron reemplazados por otros, que producían corriente alterna. Esta energía se enviaba a Lota a través de un tendido de 12 km. y con una potencia de voltios, que en Lota eran transformados a 110 voltios. Estuvo en funcionamiento hasta el año 1976.

16 Central Ralco La casa de máquinas -donde están los generadores- de Ralco tiene una altura similar a un edificio de cuatro pisos. Inaugurada en el 2004, esta es hasta ahora la central más grande de Chile y está ubicada en la zona del Alto Biobío (VIII Región). Aporta cerca del 10% de la energía requerida por el Sistema Interconectado Central (SIC), que abastece el consumo entre Taltal y Chiloé. Su potencia instalada es 690 MW, producto de una caída neta de 175 m. Su presa de hormigón compactado es de 155 m de alto y 360 m de largo en su coronamiento.

17 Central Tres Gargantas La construcción de Tres Gargantas se compara con la construcción de la Gran Muralla China. Es la mayor obra hidráulica del mundo, se ubica sobre el curso del río Yang- Tse (en China). Esta central estará en operación en el Así, cuando sus 32 turbinas estén funcionando se generarán anualmente millones de kilovatios/hora (KW/ h) de electricidad. Este proyecto incluye un dique de metros de largo y 185 metros de alto. Además de su gran capacidad generadora, se espera que Tres Gargantas controle las inundaciones del Yang-Tse.

18 - Cuando el clima es templado, es recomendable apagar el equipo de aire acondicionado y abrir las ventanas. - Revisar, limpiar o reemplazar, en caso de que sea necesario, los filtros de aire acondicionado todos los meses. - Preferir los aparatos electrónicos y electrodomésticos que tengan etiqueta de eficiencia energética. - Revisar el funcionamiento del medidor de su casa. Si este funciona aun cuando se haya desenchufado y apagado todo, significa que hay fugas de electricidad, que se está perdiendo dinero y que existe un serio riesgo en la seguridad del hogar.

19 Consejos de eficiencia energética - Apagar las ampolletas y los artefactos (como una TV o radio) cuando no los esté usando. - Limpiar las instalaciones fijas de iluminación regularmente. - Disminuir la iluminación en pasillos (de casas o edificios) en hora de poco tránsito. - Usar ampolletas de baja potencia cuando sea posible y en el caso instalaciones fijas que se mantengan prendidas por más de dos horas, preferir las ampolletas fluorescentes compactas.

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23 Impactos ambientales potenciales Los potenciales impactos ambientales de los proyectos hidroeléctricos son siempre significativos. Sin embargo existen muchos factores que influyen en la necesidad de aplicar medidas de prevención. Principalmente: La construcción y operación de la represa y el embalse constituyen la fuente principal de impactos del proyecto hidroeléctrico. [2] Los proyectos de las represas de gran alcance pueden causar cambios ambientales irreversibles, en una área geográfica muy extensa; por eso, tienen el potencial de causar impactos importantes. Ha aumentado la crítica de estos proyectos durante la última década. Los críticos más severos sostienen que los costos sociales, ambientales y económicos de estas represas pesan más que sus beneficios y que, por lo tanto, no se justifica la construcción de las represas grandes. Otros mencionan que, en algunos casos, los costos ambientales y sociales puede ser evitados o reducidos a un nivel aceptable, si se evalúan, cuidadosamente, los problemas potenciales y se implantan medidas correctivas que son costosas.

24 El área de influencia de una represa se extiende desde los límites superiores del embalse hasta los esteros y las zonas costeras y costa afuera, e incluyen el embalse, la represa y la cuenca del río, aguas abajo de la represa. Hay impactos ambientales directos asociados con la construcción de la represa (p.ej., el polvo, la erosión, problemas con el material prestado y de los desechos), pero los impactos más importantes son el resultado del embalse del agua, la inundación de la tierra para formar el embalse, y la alteración del caudal de agua, aguas abajo. Estos efectos ejercen impactos directos en los suelos, la vegetación, la fauna y las tierras silvestres, la pesca, el clima y la población humana del área.

25 Los efectos indirectos de la represa incluyen los que se asocian con la construcción, el mantenimiento y el funcionamiento de la represa (p.ej., los caminos de acceso, los campamentos de construcción, las líneas de transmisión de energía) y el desarrollo de las actividades agrícolas, industriales o municipales que posibilita la represa.

26 Además de los efectos directos e indirectos de la construcción de la represa sobre el medio ambiente, se deberán considerar los efectos del medio ambiente sobre la represa. Los principales factores ambientales que afectan el funcionamiento y la vida de la represa son aquellos que se relacionan con el uso de la tierra, el agua y los otros recursos en las áreas de captación aguas arriba del reservorio (p.ej., la agricultura, la colonización, el desbroce del bosque) que pueden causar una mayor acumulación de limos, y cambios en la cantidad y calidad del agua del reservorio y del río. Se tratan estos aspectos en los estudios de ingeniería.

27 El beneficio obvio del proyecto hidroeléctrico es la energía eléctrica, la misma que puede apoyar el desarrollo económico y mejorar la calidad de la vida en el área servida. Los proyectos hidroeléctricos requieren mucha mano de obra y ofrecen oportunidades de empleo. Los caminos y otras infraestructuras pueden dar a los pobladores mayor acceso a los mercados para sus productos, escuelas para sus hijos, cuidado de salud y otros servicios sociales. Además, la generación de la energía hidroeléctrica proporciona una alternativa para la quema de los combustibles fósiles, o la energía nuclear, que permite satisfacer la demanda de energía sin producir agua caliente, emisiones atmosféricas, ceniza, desechos radioactivos ni emisiones de CO 2.