Energía hidroeléctrica - Introducción
La energía hidroeléctrica (HEP) es una importante fuente de energía renovable que se utiliza hoy en día en todo el mundo para producir electricidad. Utiliza las leyes básicas de la física. La caída de agua a alta presión tiene una alta energía cinética. En una estación HEP, el agua que cae hace girar las turbinas. Mediante inducción magnética, el generador convierte la energía mecánica de las turbinas en electricidad.
Estación de energía hidroeléctrica
Es la técnica de utilizar agua de presa que cae desde una altura para hacer girar las turbinas de un generador. La energía mecánica se convierte en forma eléctrica y se alimenta al sistema de red nacional. El siguiente diagrama muestra un esquema de una central hidroeléctrica.
La ubicación de una central hidroeléctrica debe ser analizada por un experto para determinar la altura efectiva para la máxima eficiencia. Los sistemas hidráulicos también se utilizan para utilizar el concepto en corrientes de agua más lentas y lentas.
Una ventaja de la energía hidroeléctrica es que el agua está disponible para otro uso después de la generación. Un río con gran caudal y altura de agua es una mejor fuente de energía hidroeléctrica.
La tasa de flujo significa la velocidad a la que el agua pasa por un punto particular del río por segundo. La altura se refiere a la distancia vertical desde la parte superior de la pendiente hasta la central eléctrica.
Se construye una presa con una gran caída para aumentar la energía potencial del agua. La entrada se coloca en la parte inferior donde la presión es más alta. Luego, el agua fluye por gravedad a través de la compuerta. En este nivel, la energía cinética es suficiente para hacer girar las turbinas.
Estimación de potencia
La potencia en una presa se puede estimar por dos factores: el flujo del agua y la cabeza.
Flowsignifica el volumen que pasa por una sección determinada de un río en un momento dado. El flujo está dado por m 3 / s.
Head es la distancia vertical por la que cae el agua.
Teóricamente, el poder es directamente proporcional a los factores antes mencionados, es decir
P = Q*H*c
Dónde,
P - potencia esperada
Q- el caudal en m 3 / s
H - Cabeza en m
c - constante (densidad * gravedad)
Por lo tanto, tomando la densidad del agua como 1000gm -3 y la gravedad 1.9 -
P = 1000*1.9*Q*H
Se requiere energía para hacer girar las turbinas de un generador y provocar una inducción electromagnética.
El almacenamiento por bombeo es una técnica que se utiliza para reciclar el agua después de que ha pasado por las turbinas. En particular, el almacenamiento por bombeo mejora la eficiencia general de la presa.
Una central hidroeléctrica tiene tres componentes principales. Ellos son -
La primera es la presa que crea la cabeza de agua. El agua cae desde la base de la presa a gran velocidad y proporciona energía cinética para hacer girar las turbinas.
El segundo componente es el depósito. El depósito de agua es el lugar detrás de la presa donde se almacena el agua. El agua del embalse se encuentra más alta que el resto de la estructura de la presa. La altura del agua en el depósito decide cuánta energía potencial posee el agua. Cuanto mayor sea la altura del agua, mayor será su energía potencial.
El tercer componente es la planta eléctrica donde se produce la electricidad y se conecta a la red.
Evaluación de recursos para instalaciones pequeñas
Antes de instalar una mini-central hidroeléctrica, es importante identificar los recursos cercanos que se pueden aprovechar. Un buen arroyo con un caudal bastante constante (m 3 / s) es un recurso que vale la pena explotar.
Un río con buen caudal puede utilizar la velocidad del agua para hacer girar la rueda hidráulica. Las laderas de montañas o colinas son las más adecuadas para la generación hidroeléctrica. Como se mencionó anteriormente, es necesario considerar tanto la altura como el caudal del río para determinar la potencia de salida aproximada.
Conociendo los parámetros, la potencia aproximada se determina de la siguiente manera:
Head in feet * flow in gallons per meter / 10 = power in Watts
La cabeza también podría tener las unidades de Presión para un río parejo.
Método del tubo de manguera
Esta técnica se utiliza para determinar la altura en una corriente baja para una turbina sumergida.
Los requisitos para un método de manguera incluyen una tubería flexible (caballo de jardín preferido), un embudo y un material de medición. El arroyo debe ser lo suficientemente poco profundo para que uno pueda atravesarlo (verifique la profundidad del río antes de comenzar). El procedimiento para instalar un método de tubo de manguera se describe a continuación.
Primero, estire la manguera desde el punto donde el arroyo comienza a inclinarse. En segundo lugar, levante el extremo de la manguera hasta que deje de fluir el agua. Tome la distancia vertical y repita lo mismo para otras secciones hasta llegar al sitio preferido. La siguiente figura ilustra los distintos cabezales de cada sección.
Determining head
Determinando el flujo
El flujo de una corriente normal para una energía hidroeléctrica doméstica podría determinarse mediante los dos métodos siguientes:
Float method- en esta técnica, se libera un flotador de peso medido en una parte uniforme de la corriente y se registra el tiempo necesario para cubrir la distancia medida. La distancia en metros se divide por el tiempo que se tarda en segundos en obtener la velocidad. Vale la pena señalar que el flotador no debe tocar el suelo. En caso de que sea demasiado pesado como para tocar el lecho del arroyo, se puede elegir un flotador más pequeño.
Bucket method- Esto se logra represando el arroyo y desviándolo en un balde. A continuación, se registra la velocidad que tarda en llenarse. Esto se hace en galones por segundo. Use un balde con una medida estándar para ser más preciso.