Definición de energía hidroeléctrica
El agua del lago Powell, uno de los mayores embalses del país, ha bajado tanto en medio de la sequía del Oeste que los funcionarios federales están recurriendo a medidas de emergencia para evitar el cierre de la energía hidroeléctrica en la presa de Glen Canyon.
La emblemática presa de Hoover, también en el río Colorado, ha reducido su caudal de agua y su producción de energía. California cerró una central hidroeléctrica en la presa de Oroville durante cinco meses debido al bajo nivel del agua en 2021, y las autoridades han advertido de que podría ocurrir lo mismo en 2022.
Estados Unidos tiene más de 2.100 presas hidroeléctricas en funcionamiento, con ubicaciones en casi todos los estados. Desempeñan un papel esencial en sus redes eléctricas regionales. Pero la mayoría se construyeron en el siglo pasado bajo un clima distinto al que afrontan hoy.
A medida que aumente la temperatura global y el clima siga cambiando, aumentará la competencia por el agua y tendrá que evolucionar la forma en que se gestiona el suministro hidroeléctrico dentro de las regiones y a través de la red eléctrica de Estados Unidos. Como ingenieros, estudiamos la producción hidroeléctrica del país a nivel de sistemas. He aquí tres aspectos clave que hay que comprender sobre una de las fuentes de energía renovable más antiguas del país en un clima cambiante.
Cómo funciona una central hidroeléctrica
Ante la rápida expansión de la tecnología solar y eólica, es fácil olvidarse de la energía hidroeléctrica. La energía hidroeléctrica se aprovechó por primera vez para hacer girar molinos y moler grano, pero hoy genera más electricidad que cualquier otra fuente de energía renovable. Pero aunque las presas pueden impulsar el desarrollo, ayudar a gestionar los recursos hídricos y mejorar el acceso a una electricidad asequible, su impacto en las comunidades locales y el medio ambiente puede tener un lado oscuro.
El emplazamiento de la presa Nam Ou 1, en el norte de Laos. 10 de diciembre de 2018. El desarrollo en el río Mekong y su red de afluentes está forzando la reubicación de muchas aldeas. (Sergey Ponomarev/The New York Times)
Para muchos países, la energía hidroeléctrica se sitúa en el centro de dos demandas convergentes: la creciente presión sobre las redes eléctricas en busca de nuevas fuentes de energía y la presión internacional sobre los gobiernos para que inviertan en energías más limpias.
La carrera por adaptarse a los efectos del cambio climático ha impulsado el resurgimiento de nuevos proyectos hidroeléctricos. Las presas pueden servir como fuente de energía renovable y ayudar a los países a gestionar los recursos hídricos y adaptarse a los cambios relacionados con el clima, como las sequías o los cambios en los regímenes de precipitaciones. Y para los países del Sur con una creciente demanda de energía y un potencial hidroeléctrico sin explotar, las presas ofrecen una vía para lograr la seguridad energética evitando los combustibles fósiles sucios.
Central hidroeléctrica
La energía hidroeléctrica, también conocida como «carbón blanco», es la forma moderna de energía hidráulica. El agua que fluye o se vierte hacia abajo se capta y se convierte en electricidad mediante turbinas y generadores, que luego se introduce en la red eléctrica para ser utilizada en hogares y empresas.
La primera rueda hidráulica de la que se tiene constancia se inventa en Grecia.1 La gente utilizaba el agua corriente para hacer girar la rueda (de su molino) y moler el trigo hasta convertirlo en harina. La rueda hidráulica es un gran avance tecnológico, inventado para reducir el trabajo humano y animal. La dinastía Han de China también inventó de forma independiente la rueda hidráulica por esta época.2
Hacia el año 500 d.C., la rueda hidráulica está muy extendida por todo el mundo civilizado.3 En esta época tiene un gran impacto en el desarrollo industrial, ya que permite al hombre producir bienes sin un trabajo extenuante. En el siglo XIII, la rueda hidráulica ayuda a la Europa medieval a convertirse en líder militar, ya que se utiliza para fabricar pólvora y el acero primitivo.3
La rueda hidráulica se utiliza ampliamente para la molienda, incluyendo aserraderos, fábricas textiles, fábricas de papel y molinos harineros. También desempeña un papel clave en la revolución industrial en toda Europa y Estados Unidos, a partir de la década de 1760.4 Muchos países en desarrollo y agricultores rurales siguen utilizando la rueda hidráulica en la actualidad.
Ventajas y desventajas de la energía hidroeléctrica wikipedia
Pero en algunas partes del país, el funcionamiento de las presas está cambiando, en parte porque se están utilizando otros recursos energéticos renovables como la energía solar y eólica. También es probable que los cambios en la normativa, las políticas y las condiciones del mercado afecten al funcionamiento de la energía hidroeléctrica en el futuro.
Un nuevo estudio de la Oficina de Tecnologías de la Energía Hidráulica (WPTO) del Departamento de Energía de EE.UU. examina estos cambios en la energía hidroeléctrica. El Hydropower Value Study (HVS) analiza el funcionamiento actual de la energía hidroeléctrica y su valor en distintas regiones del país. El estudio concluyó que, aunque las condiciones del mercado están cambiando en algunas regiones de Estados Unidos, la energía hidroeléctrica sigue contribuyendo significativamente a la fiabilidad y resistencia de la red.
A través de la revisión de las operaciones hidroeléctricas en todo Estados Unidos, el estudio concluyó que la energía hidroeléctrica ofrece una amplia variedad de servicios de red que apoyan la fiabilidad y resistencia de la red. Se espera que este panorama actual se vea afectado por los cambios en las condiciones del mercado, que requieren que los recursos funcionen de manera diferente a sus especificaciones originales, por ejemplo, para apoyar la necesidad de capacidad flexible de la red. El estudio identificó las condiciones del mercado y los flujos de ingresos para apoyar la evaluación de operaciones hidroeléctricas alternativas aprovechando capacidades innatas, como grandes cantidades de almacenamiento de energía y capacidad flexible.