Turbina hidrãƒâ¡ulica generadora de electricidad

Turbina de agua

En cuanto al funcionamiento de este generador, el Cuerpo de Ingenieros lo explica así: “Una turbina hidráulica convierte la energía del agua que fluye en energía mecánica. Un generador hidroeléctrico convierte esta energía mecánica en electricidad. El funcionamiento de un generador se basa en los principios descubiertos por Faraday. Descubrió que cuando un imán se mueve junto a un conductor, hace que fluya la electricidad. En un gran generador, los electroimanes se fabrican haciendo circular corriente continua a través de bucles de alambre enrollados alrededor de pilas de láminas de acero magnético. Se llaman polos de campo y están montados en el perímetro del rotor. El rotor está unido al eje de la turbina y gira a una velocidad fija. Cuando el rotor gira, hace que los polos de campo (los electroimanes) pasen por los conductores montados en el estator. Esto, a su vez, hace que fluya la electricidad y se desarrolle una tensión en los terminales de salida del generador”.

Proyecto de turbina hidráulica

La gente tiene una larga historia de uso de la fuerza del agua que fluye en arroyos y ríos para producir energía mecánica. La energía hidroeléctrica fue una de las primeras fuentes de energía utilizadas para la generación de electricidad, y hasta 2019, la energía hidroeléctrica fue la mayor fuente de generación total de electricidad renovable anual de Estados Unidos.

En 2021, la hidroelectricidad representó alrededor del 6,3% de la generación total de electricidad a escala de servicios públicos1 de Estados Unidos y el 31,5% de la generación total de electricidad renovable a escala de servicios públicos. La cuota de la hidroelectricidad en la generación total de electricidad en EE.UU. ha disminuido con el tiempo, principalmente debido al aumento de la generación de electricidad a partir de otras fuentes.

  Molino generador de electricidad

La cantidad de precipitaciones que se vierten en los ríos y arroyos de una zona geográfica determina la cantidad de agua disponible para producir energía hidroeléctrica. Las variaciones estacionales de las precipitaciones y los cambios a largo plazo en los patrones de precipitación, como las sequías, pueden tener grandes efectos en la disponibilidad de la producción hidroeléctrica.

Como la fuente de energía hidroeléctrica es el agua, las centrales hidroeléctricas suelen estar situadas en una fuente de agua o cerca de ella. El volumen del flujo de agua y el cambio en la elevación -o caída, y a menudo referido como cabeza- de un punto a otro determinan la cantidad de energía disponible en el agua en movimiento. En general, cuanto mayor sea el caudal de agua y la altura de elevación, más electricidad podrá producir una central hidroeléctrica.

Microgenerador hidráulico

La función de la turbina es transformar la energía del agua, el vapor o el viento en energía mecánica que hará girar al generador. El generador transforma la energía mecánica en electricidad. En las centrales hidroeléctricas, esta combinación de generador y turbina se denomina unidad generadora.

En esta unidad generadora, el agua pasa por la tubería forzada y llega a la caja de la turbina. Hace girar los álabes de la turbina y luego es arrastrada hacia el eje de la turbina para salir por el tubo de tiro inferior. La energía mecánica producida por la tremenda fuerza que ejerce el agua en la turbina se transmite al generador, que la convierte en energía eléctrica.

  Grupos generadores de electricidad

El generador está conectado al eje de transmisión de la turbina. Tiene una parte móvil, el rotor, y una parte fija, el estator. La superficie exterior del rotor está cubierta de electroimanes. La superficie interior del estator, o pared del cilindro, está formada por bobinas de cobre. Cuando el rotor gira dentro del estator, los electrones de los bobinados de cobre “vibran”. Su movimiento genera una corriente eléctrica, similar a la creada por Michael Faraday en su experimento de 1831 sobre la inducción electromagnética, pero a una escala mucho mayor.

Generador de turbina de agua

El tipo de turbina hidroeléctrica que se selecciona para un proyecto se basa en la altura del agua estancada -denominada “altura”- y el caudal, o volumen de agua en el tiempo, en el lugar. Otros factores decisivos son la profundidad a la que debe colocarse la turbina, su eficacia y su coste. Estas son algunas de las turbinas más utilizadas actualmente en Estados Unidos.

Una turbina de reacción genera energía a partir de las fuerzas combinadas de la presión y el agua en movimiento. Se coloca un rodete directamente en la corriente de agua, lo que permite que el agua fluya sobre los álabes en lugar de golpear cada uno de ellos individualmente. Las turbinas de reacción suelen utilizarse en lugares con menor altura y mayores caudales y son el tipo más común que se utiliza actualmente en Estados Unidos.

  Como generar electricidad casera

Una turbina de hélice suele tener un rodete de tres a seis palas. El agua entra en contacto con todas las palas constantemente. Imagínese la hélice de un barco circulando por una tubería. A través de la tubería, la presión es constante; si no lo fuera, el rodete estaría desequilibrado. El paso de las palas puede ser fijo o ajustable. Los principales componentes, además del rodete, son la caja de la hélice, las compuertas y el tubo de aspiración. Existen varios tipos de turbinas de hélice: