Estudio de una central hidroeléctrica

Energía. Industría. Agua. Río. Pluviosidad. Clima lluvioso. Litros. Presa. Volumen. Capacidad. Transformación. Turbinas. Válvulas. Bombas hidráulicas. Generadores

  • Enviado por: Borja Esteve Basart
  • Idioma: catalán
  • País: España España
  • 5 páginas
publicidad

1.-En quina zona geogràfica de la península ibèrica està situat aquest embassament? Quin clima és el usual en aquesta zona geogràfica i quines son les seves característiques principals?

Està situat a la part nord-oest de la península, a la província de Zamora, a Castilla y León. Prop de la frontera amb Portugal (marcada pel riu Duero).

'Estudio de una central hidroeléctrica'

Zamora té un clima mediterrani continental, amb hiverns freds i estius suaus. Les pluges es concentren a la primavera i hi ha sequera estival, els rius també pateixen un greu estiatge, és a dir, tenen menys aigua al estiu. A vegades els rius es sequen quasi completament. Un dels grans avantatges de les preses es que permeten mantenir sempre el cabal d'aigua mínim ecològic i que el riu no es quedi sec del tot.

2.- Quin tipus de central hidroelèctrica és? Explica com funcionen des d'un punt de vista energètic. Per que s'ha escollit un riu que amb el seu propi cabal és impossible que ompli tot el volum de l'embassament?

És una central hidroelèctrica de bombeig mixt.

  • Les centrals hidroelèctriques de bombeig disposen de dos embassaments, el superior, per alimentar la central, i el inferior, que recull l'aigua que utilitza la central. A les hores punta, quan la demanda d'energia és màxima funcionen com a centrals hidroelèctriques normals, produint energia elèctrica en alimentar els grups turboalternadors amb l'aigua de l'embassament superior. A les hores vall, quan a la xarxa sobra energia, aquesta és utilitzada per bombejar aigua de l'embassament inferior al superior.

  • Centrals de bombeig mixt - Poden produir energia indistintament amb o sense bombeig previ, perquè l'embassament superior també està alimentat per un riu.

3.- Quans milions de m2 ocupa en superfície l'embassament?

Ocupa una extensió de 8582 ha, que equivalen a 8582 milions de m2.

4.- Quina capacitat, en m3 té l'embassament?

L'embassament té una capacitat total de 2.648.640.000 m3.

5.- De quans diferents tipus de perfils i de quines dimensions està formada la presa? Dona els noms i dibuixa correctament una secció de cada forma diferent del perfil que té la presa.

La presa està formada per tres tipus diferents de preses. Una de volta i als seus marges dos dics, un de gravetat alleugerada i un altre de gravetat en aquest cas d'escullera impermeabilitzada.

La presa de volta té una longitud de contrafort a contrafort de 567m.

El dic del marge esquerra de la presa de volta té una longitud de 1344m.

El dic del marge dret de la presa de volta té una longitud de 1663m.

La longitud total de la presa es de 3574m.

Presa de volta o arc senzill.

Dic esquerre.

Dic dret.

6.- Fes un esquema escrit en el qual es vegin les transformacions energètiques d'una central hidroelèctrica. Comença a partir de l'energia tèrmica solar i segueix la seqüència fins a l'energia elèctrica en forma de CA. Entre cada forma d'energia indica quin fenomen natural, construcció o màquina fa la transformació energètica

E. tèrmica solar

(evaporació)

E. potencial de l'aigua embassada

E. cinètica de l'aigua en moviment

E. cinètica de rotació

E. elèctrica de CA

Cicle de la pluja

Canonades

Turbina

Eix i alternador

Forma d'energia

Resultat de la transformació.

(Forma d'energia)

Fenomen natural, construcció o màquina que fa la transformació energètica.

7.- Indica quans tipus de sortides d'aigua té la presa, quines característiques tenen i per quina funció creus que s'han fet.

Consta de tres tipus de sortides d'aigua més la de turbines (*):

  • Dos sobreeixidors cada un amb un tancament de segment accionat per un cabrestant. Permeten evacuar l'aigua si aquesta ha arribat al seu límit (fins a 3.000 m3 per segon)

  • Un desguàs a mitja altura. Similars als anteriors però amb una capacitat per a un cabal de 900 m3/s.

  • La presa d'aigua per al aprofitament de l'energia potencial gravitatòria de l'aigua. Va a les turbines(*) (galeria de Ø=7,5m i 15000m de llargada.)

  • Un altre desguàs al fons per a poder realitzar les tasques de drenatge i neteja del fons de l'embassament. De cabal=240 m3/s.

  • 8.-Investiga que és un trampolí d'anulació d'energia d'una presa i quina funció té.

    El trampolí d'anulació d'energia és l'encarregat de la energia despresa per l'aigua un cop aquesta és deixa anar dels sobreeixidors. El seu funcionament es molt senzill; es tracta de que l'aigua que baixa dels sobreeixidors té una Ep molt elevada que es converteix en Ec i els trampolins la tornen a convertir en Ep però aquest cop també la difuminen. Així s'evita la erosió precipitada de la zona dels sobreeixidors.

    9.- Quina és l'altura entre la presa d'aigua de la galeria de conducció i el nivell d'entrada de les turbines.

    L'altura entre la presa d'aigua de la galeria de conducció i el nivell d'entrada de les turbines és de 354m.

    10.-De quin tipus és la conducció d'aigües a les turbines? Explica com estan construïdes. Quina és la mida de la secció inicial i la longitud total?

    Primer es recull l'aigua a l'embassament a aproximadament mig embassament, i el conducte està construït a un mínim de 100m sota terra es una galeria de Ø=7,5m i 15000m de llargada, una de les mes importants de Europa en la seva construcció.

    11.-Tipus i característiques de les turbines utilitzades? Fes-ne un dibuix tècnic

    explicatiu del seus components i del funcionament.

    Per què s'utilitza aquest tipus de turbina i no un altre si l'alçada del salt és molt alta? S'utilitzen aquest tipus per que són les més usades com a turbines-bombes

    Són del tipus Francis reversibles, és a dir, turbines bombes. L'admissió té forma d'espiral. Els àleps directors dirigeixen l'aigua tangencialment cap al rodet. Aquest flux radial actua sobre els àleps del rodet, causant que aquest giri. Els àleps directors, també coneguts com àleps giratoris, distribuïdors o wicket gate (en anglès) poden ser ajustables per a permetre un funcionament eficient en un rang ampli de condicions del cabal d'aigua.

    12.-Investiga què és una vàlvula d'esfera i explica com funciona. Digues en quin component de la central s'utilitzen.

    Són unes vàlvules reguladores del flux d'aigua que arriba a les turbines, (molt alta pressió) i s'utilitzen just abans de les turbines.

    Les vàlvules de bola són de ¼ de tornada, en les quals una bola trepada gira entre seients elàstics, la qual cosa permet la circulació directa en la posició oberta i talla el pas quan es gira la bola 90° i tanca el conducte.

    'Estudio de una central hidroeléctrica'
    'Estudio de una central hidroeléctrica'

    13.-Quin és el procés d'arrencada dels quatre generadors? Dona una explicació raonada de perquè creus que ha de ser així i no directament a través del impuls del cabal d'aigua.

    Per a la posada en marxa de les turbines una d'elles es posa en moviment mitjançant la energia procedent del salt d'Aldeadávila la qual a la vegada engega les tres restants. Crec que és així per què si no fos d'aquesta manera el impacte que produiria l'aigua als àleps al arribar a les turbines seria molt fort (ja que els àleps ofereixen molta resistència), i a força de repetir-ho, podria suposar un elevat cost de manteniment de les turbines ja que podria arribar a deformar els àleps de les mateixes.

    14.- Del total de volum màxim d'aigua emmagatzemada, quin percentatge és utilitzable per la producció hidroelèctrica?

    Tota l'aigua que està situada a més de 90 metres, donat el fet que la galeria de conducció esta situada a aquesta alçada respecte la base de la presa.

    15.- A quin valor de voltatge o tensió i de quin tipus es produeix l'energia elèctrica en els generadors?

    En els generadors es produeix una energia elèctrica a una tensió de 13.8 kV i es de CC.

    16.- A quina tensió és transforma el corrent produït pels generadors, per ser subministrada a la xarxa de distribució.

    Primer a 220kV i es transporta fins a la superfície (300m.) i desprès s'eleva a 400kV per a enganxar-ho a la xarxa de distribució.

    17.- Calcula quina és la potència consumida pel salt d'aigua, utilitzant l'alçada entre la presa d'aigua i l'entrada a turbines. Dóna el resultat en unitats del Sistema internacional i en CV.

    Pc=cabal·g·h=

    155 m3/s = 155·103l/s = 155000 kg/s

    Pc=155000 kg/s · 9.81m/s2 · 354m= 538274700 J/s = 538274700W = 538.2747MW

    = 731351.49 CV

    18.- A partir de la dada de potència útil generada que hi ha al informe i del anterior que has fet, calcula quin és el rendiment de tota la instal·lació hidroelèctrica. Dóna el resultat en percentatge.

     = Pu/Pc

    = 180000CV/ 731351.49CV = 0.246119687

    (%) = 0.246119687·100 = 24.61%

    5