Tipos de Centrales Hidroeléctricas y su Funcionamiento
Central de Agua Fluyente
En este tipo de instalaciones, se deriva una parte del cauce del río para conducirlo a través de canales hasta la admisión de la turbina. Después de transformar la energía hidráulica en mecánica, el caudal utilizado es devuelto al río.
Dependiendo de la geografía del emplazamiento, las centrales contarán con los siguientes equipamientos:
- Azud: Pequeño sistema de almacenamiento para regular parcialmente la conducción de agua.
- Toma: Elemento por donde se empieza a conducir el agua.
- Canal de derivación: Conduce el agua desde la toma hasta la cámara de carga. Suele ser a cielo abierto.
- Cámara de carga: Cámara anterior a la central que evita turbulencias en el agua antes de llegar a la turbina.
- Tubería forzada: Conducto cerrado que lleva el agua hacia la turbina.
- Edificio central: Aloja los equipos mecánicos y electrónicos.
- Canal de descarga: Conducto por el que se devuelve el agua al cauce.
- Subestación y línea eléctrica: Donde se transforma y distribuye la energía generada.
En estas centrales, el salto útil apenas varía en unos metros; el factor determinante de la potencia es el caudal del río. En algunas geografías, se incluye un pequeño azud para elevar el nivel del agua y facilitar su entrada al canal o tubería de derivación.
El agua desviada llega hasta la cámara de carga, y de allí sale la tubería forzada que la conduce para accionar la turbina en un punto de menor cota. Para minimizar las pérdidas de carga, los conductos se construyen con poca pendiente, lo que reduce la velocidad del agua. En algunos casos, la mejor solución es construir un túnel para acortar el recorrido.
Estas centrales dependen de la hidrología; no se puede regular el caudal. Puede ocurrir que no haya suficiente caudal o que el agua inunde la instalación en caso de crecida.
Central de Pie de Presa
Estas centrales se construyen donde existe la posibilidad de crear un embalse para almacenar las aportaciones del río, lluvias y deshielo. La principal característica es la capacidad de regular los caudales de entrada a la turbina.
Esta capacidad permite controlar la producción para generar energía durante las horas de mayor precio o realizar mantenimiento sin perder el recurso hídrico. La toma de agua está en la parte inferior de la presa.
La regulación puede ser horaria, diaria o semanal, dependiendo de la capacidad del embalse. En centrales minihidráulicas, el volumen almacenado es reducido y, a veces, no puede ser gestionado por la propiedad. En algunos casos, se puede almacenar agua por la noche y utilizarla durante el día. Si no es posible generar en ciertas horas, se puede vender la energía a tarifa (precio constante).
Si la propiedad regula el caudal, puede ser interesante operar en horas específicas (especialmente si el caudal es reducido). Si no hay restricciones, el funcionamiento a precio fijo es más interesante. También hay que considerar el efecto de arranques continuos en los equipos.
Con regulación semanal, se opera durante los días laborables y se llena el embalse el fin de semana, o viceversa. En centrales situadas en embalses con otros usos (riego, abastecimiento), se depende del objetivo principal de la presa.
La confederación hidrográfica decide, a petición de los afectados y respetando el abastecimiento, si se abre o no el embalse. Las empresas concesionarias de la central tienen voz, pero no voto, aunque pueden exigir el paso del agua por la central.
Las instalaciones necesarias en este tipo de centrales (si la presa ya existe) son:
- Adaptación o construcción de conducciones de la presa.
- Toma de agua con compuerta y reja.
- Tubería forzada hasta la central.
- Edificio central y equipamiento electromecánico.
- Subestación y línea eléctrica.