En una central hidroeléctrica, la energía cinética desarrollada debido a la gravedad en el agua que cae de un nivel más alto a uno más bajo se utiliza para hacer girar una turbina y producir electricidad. La energía potencial almacenada en el agua a nivel superior se libera como energía cinética cuando cae al nivel inferior. Esta turbina gira cuando el agua que fluye golpea las palas de la turbina. Para lograr una diferencia de altura del agua, las centrales hidroeléctricas generalmente se construyen en zonas montañosas. En el camino del río en zonas montañosas, se construye una presa artificial para crear la altura de agua necesaria. Desde esta presa, el agua se permite caer hacia aguas abajo de manera controlada hasta las palas de la turbina. Como resultado, la turbina gira debido a la fuerza del agua aplicada a sus palas y, por lo tanto, el alternador gira ya que el eje de la turbina está acoplado al eje del alternador.
La principal ventaja de una central eléctrica es que no requiere ningún combustible. Solo necesita la altura de agua, que está naturalmente disponible después de la construcción de la presa necesaria.
Sin combustible significa sin costos de combustible, sin combustión, sin generación de gases de escape y sin contaminación en la atmósfera. Debido a la ausencia de combustión de combustible, la central hidroeléctrica es muy limpia y ordenada. Además, no produce ninguna contaminación a la atmósfera. También, desde el punto de vista constructivo, es más simple que cualquier central térmica y nuclear.
El costo de construcción de una central hidroeléctrica puede ser mayor que el de otras centrales térmicas convencionales debido a la construcción de una gran presa a través del río. El costo de ingeniería, además del costo de construcción, también es alto en una central hidroeléctrica. Otra desventaja de esta planta es que no se puede construir en cualquier lugar según los centros de carga.
Por lo tanto, se requieren líneas de transmisión largas para transmitir la electricidad generada a los centros de carga.
Así, el costo de transmisión puede ser suficientemente alto.
A pesar de eso, el agua almacenada en la presa también se puede utilizar para riego y otros fines similares. A veces, al crear tal presa en el camino del río, se pueden controlar significativamente las inundaciones ocasionales aguas abajo del río.
Solo se requieren seis componentes principales para construir una central hidroeléctrica. Estos son: presa, túnel de presión, tanque de fluctuación, casa de válvulas, tubo forzado y casa de máquinas.
La presa es una barrera de concreto artificial construida a través del camino del río. El área de captación detrás de la presa crea un enorme reservorio de agua.
El túnel de presión toma agua de la presa a la casa de válvulas.
En la casa de válvulas, hay dos tipos de válvulas disponibles. La primera es la válvula de desagüe principal y la segunda es una válvula de aislamiento automático. Las válvulas de desagüe controlan el agua que fluye hacia aguas abajo y las válvulas de aislamiento automático detienen el flujo de agua cuando la carga eléctrica se interrumpe repentinamente en la planta. La válvula de aislamiento automático es una válvula de protección que no juega ningún papel directo en el control del flujo de agua a la turbina. Solo opera durante emergencias para proteger el sistema de roturas.
El tubo forzado es un conducto de acero de diámetro adecuado conectado entre la casa de válvulas y la casa de máquinas. El agua fluye desde la casa de válvulas superior a la casa de máquinas inferior a través de este tubo forzado.
En la casa de máquinas hay turbinas y alternadores con transformadores de elevación y sistemas de maniobra asociados para generar y facilitar la transmisión de electricidad.
Finalmente, llegamos al tanque de fluctuación. El tanque de fluctuación es también un accesorio protector asociado con la central hidroeléctrica. Se encuentra justo antes de la casa de válvulas. La altura del tanque debe ser mayor que la altura del agua almacenada en el reservorio detrás de la presa. Este es un tanque de agua con techo abierto.
El propósito de este tanque es proteger el tubo forzado de roturas cuando la turbina se niega repentinamente a tomar agua. En el punto de entrada de las turbinas, hay compuertas de turbina controladas por reguladores. El regulador abre o cierra las compuertas de la turbina según la fluctuación de la carga eléctrica. Si la carga eléctrica se interrumpe repentinamente en la planta, el regulador cierra las compuertas de la turbina y el agua se bloquea en el tubo forzado. La parada súbita del agua puede causar una seria ruptura del tubo forzado. El tanque de fluctuación absorbe esta presión de retorno haciendo oscilar el nivel de agua en este tanque.
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