CLASIFICACIÓN

Los aprovechamientos de recursos hídricos en pequeña escala pueden estar dentro del sistema nacional interconectado (SNI) o en las zonas no interconectadas (ZNI). Al encontrarse interconectados la demanda de potencia y energía puede ser abastecida por el sistema a través de su línea de interconexión, además de ocurrir excesos.

Al requerirse una demanda aislada el panorama es diferente, ya que la planta de generación eléctrica debe cumplir los requerimientos de potencia y energía, manteniendo constantes la frecuencia y voltaje.

Se puede reducir la exigencia a la central hidroeléctrica, incorporando un embalse que pueda cubrir esta demanda del recurso para la generación eléctrica, construyendo una presa que embalse el agua, a su vez es ventajoso para el regadío y control de crecientes.

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Las pequeñas centrales hidroeléctricas se adaptan a diferentes condiciones de caída que dictan las características topográficas y cartográficas de la zona, por lo tanto las pequeñas centrales hidroeléctricas se las clasifican de acuerdo a su caída: baja, media y alta.

Tabla 3: Clasificación de las Centrales Hidroeléctricas por su caída

Tipo Caída (m)

Baja Media Alta

Micro CH2 _{H>15 15<H<50 H>50}

Mini CH H<20 20<H<100 H>100

PCH H<25 25<H<130 H>130

Fuente : Pequeñas Centrales Hidroeléctricas (Ortiz 2011)

Elaborado por: Alejandro Cabrera y Pablo Racines

En las zonas no interconectadas, los aprovechamientos hidroenergéticos a pequeña escala deben tener una demanda por potencia y energía, las mismas que mantengan regulados los parámetros de voltaje y energía. La pequeña central hidroeléctrica mostrada a continuación en la ilustración 4 se caracteriza por no tener un embalse compensador que le permita reservar el agua para usarla en épocas de estiaje, el caudal es tomado directamente del río por una bocatoma, la misma que conduce el caudal por un canal hasta un desarenador y tanque de carga para llevar el caudal por una tubería de presión hasta las turbinas en la casa de máquinas.

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Ilustración 4: Pequeña Central hidroeléctrica en Derivación

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Según la utilización del agua

Las centrales de agua fuente también se las conoce como centrales de agua corriente o de agua fluyente, estas se construyen en lugares en los cuales la energía hidráulica debe ser utilizada de manera inmediata para accionar las turbinas hidráulicas, estas no cuentan con un espacio para reservar el agua, por lo cual, las estaciones del año ayudan a suministrar el caudal.

En la temporada de aguas altas las turbinas desarrollan la máxima potencia, y dejan pasar el exceso de agua, en la época de sequias o de aguas bajas la potencia de las turbinas baja, provocando así un funcionamiento nulo en algunos ríos.

Para mantener un desnivel constante en las corrientes de agua la construcción de estas centrales se las realiza mediante presas sobre el cauce de los ríos.

Ilustración 5: Central hidroeléctrica de Agua Fluyente

45 2.1.6.3.1.2 Centrales de agua Embalsada

Este tipo de centrales necesita alimentarse de grandes lagos o de embalses llamados también pantanos artificiales, estos se los consigue mediante la construcción de presas, y son capaces de almacenar los caudales de los ríos más afluentes, logrando así elevados porcentajes de captación de agua, y esta agua es utilizada según se necesite a través de conductos que llegan a las turbinas.

Ilustración 6: Central hidroeléctrica de Agua Embalsada

46 2.1.6.3.1.3 Centrales de Regulación

Las centrales de regulación almacenan el agua en el embalse, cuando los caudales son bajos este tipo de centrales presta un servicio muy útil ya que su almacenamiento de agua es continuo y regula de modo conveniente para la producción.

Ilustración 7: Central hidroeléctrica de Regulación

Fuente: Merritt, f. (1992) manual del ingeniero civil (tercera edición). West Palm Beach, FL.: McGraw-Hill

47 2.1.6.3.1.4 Centrales de Bombeo

También conocidas como centrales de acumulación, como su nombre lo indica acumulan el caudal mediante un bombeo, el cual acumula energía potencial y puede ser de dos tipos, tanto de turbina y bomba o de turbina reversible.

La alimentación del generador se realiza de diferentes maneras, tanto como de aguas abajo o desde una central hidroeléctrica térmica o nuclear, son altamente rentables ya que compensan las pérdidas de agua o combustible.

Ilustración 8: Central hidroeléctrica de Bombeo

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Según la altura del salto de agua o desnivel existente

Aquí se toman en cuenta las centrales cuyo salto hidráulico es superior a 200 metros de altura, los caudales son pequeños de 20 metros cúbicos por máquina, estas centrales se encuentran en zonas de alta montaña para aprovechar aguas de torrentes, por conducciones de gran longitud, se utiliza turbinas de Pelton y Francis.

Ilustración 9: Central hidroeléctrica de Alta Presión

Fuente: Merritt, f. (1992) manual del ingeniero civil (tercera edición). West Palm Beach, FL.: McGraw-Hill

49 2.1.6.3.2.2 Centrales de Media Presión

Son aquellas centrales con saltos hidráulicos de 200 metros y utilizan caudales de 200 metros cúbicos por turbina, cuando están ubicadas en valles de media montaña dependen de embalses, y las turbinas indicadas son Francis y Kaplan, en algunas ocasiones Pelton, si son saltos grandes.

Ilustración 10: Central hidroeléctrica de Media Presión

50 2.1.6.3.2.3 Centrales de Baja Presión

En este tipo de central las máquinas se alimentan de caudales que superan los 300 metros cúbicos por lo que sus saltos hidráulicos son inferiores a 20 metros, y se utilizan dos tipos de turbinas, Francis y especialmente Kaplan.

Ilustración 11: Central hidroeléctrica de Baja Presión

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2.2 COMPONENTES DE UNA PEQUEÑA CENTRAL