Las centrales hidroeléctricas son estructuras artificiales construidas con el propósito de obtener energía eléctrica a partir de la energía mecánica del agua. Este tipo de estructuras son la principal fuente de energía eléctrica a nivel mundial, siendo la central eléctrica de las Tres Gargantas en China la más grande del mundo, con una producción de 22.500 MW energía suficiente para abastecer 9 provincias y dos ciudades completas de este país.
Partes de una central hidroeléctrica.
Para el correcto funcionamiento de una central hidroeléctrica es necesario contar con una serie de elementos en la estructura los cuales se relacionan a continuación:
Presa: La presa es uno de los elementos mas importantes dentro de la hidroeléctrica, este elemento cumple la función de retener el agua de tal manera que al salir de ella gane fuerza potencial debido a la gravedad.
Por lo general la presa suele construirse en una zona acanalada, de tal manera que resulte fácil la retención del líquido. Su estructura suele ser cóncava con una base mayor que la cota mas alta, esto se hace para aumentar la resistencia de la estructura frente a la fuerza de presión que ejercerá el agua.
Vertedero: Es un elemento estructural hidráulico construido para regular los niveles de agua en la represa, de esta manera cuando el agua alcance un nivel máximo, fluirá controladamente por los vertederos.
Tuberías de Conducción: Las tuberías son las encargadas de llevar el agua represada hasta la zona de maquinas, estas tuberías se construyen con desniveles altos para que asi el agua gane mayor fuerza.
Zona de Maquinas: Constituye el área donde están todos los equipos destinados a la producción eléctrica y regulación de caudal de agua.
Turbinas: Las turbinas son maquinas capaces de girar sobre un eje gracias a la fuerza del agua, de esta manera se logra aprovechar una gran cantidad de la fuerza mecánica proveniente del agua represada.
Generador eléctrico: Está compuesto por rotores y bobinas que al entrar en funcionamiento logran transformar la energía mecánica de rotación de la turbina en energía eléctrica alterna.
Subestación eléctrica: Es una red de componentes eléctricos que procesa la energía de los generadores eléctricos con el propósito de elevar el nivel de tensión y posteriormente conducirla a las redes de transporte eléctrico.
Proceso de producción hidroeléctrica.
Para aprovechar la fuerza mecánica del agua es necesario conducirla desde un punto alto a un punto bajo, de esta manera los embalses que almacenan el agua poseen una cierta cantidad de cavidades por donde se extrae el agua que producirá la electricidad. En las tomas de agua generalmente se ubican rejillas metálicas las cuales evitan el ingreso de partículas no deseadas superiores a 12 cm.
El agua en las hidroeléctricas es conducida a alta velocidad por medio de tuberías reforzadas, hasta llegar a la zona de maquinas donde se encuentran las turbinas que giran al dejar pasar el agua por sus paletas, transformando así la energía mecánica en energía de rotación, la cual llega al generador eléctrico que al rotar produce un campo magnético el cual se convierte en energía eléctrica.
El siguiente procedimiento consiste en transformar la energía producida en el generador, para ello se lleva a una subestación de elevación donde la tensión se lleva a niveles entre 133 y 400 KV. De esta manera la energía sale a las redes donde nuevamente entran a una subestación reductora que en este caso bajara el nivel de tensión hasta 66 KV, ahora la energía esta lista para llegar a las redes distribución donde por medio de transformadores se entrega a los usuarios en corriente de 100 V a zonas residenciales y hasta 400V en zonas industriales.