Ventajas de la energía hidroeléctrica
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Una masa de agua que se desplaza por una diferencia de altura contiene energía que puede aprovecharse utilizando alguna noria o turbina. El agua en movimiento acciona la noria y esta rotación acciona directamente la maquinaria (por ejemplo, molino, bomba, martillo, trilladora, …) o se acopla a un generador que produce energía eléctrica.
La energía hidráulica es probablemente la primera forma de producción automatizada de energía que no es de origen humano o animal. El movimiento de una piedra para moler se convirtió en el accionamiento de un generador eléctrico. Su disponibilidad continua no requiere ningún tipo de almacenamiento de energía (a diferencia de la energía eólica o solar). Se trata principalmente de un equipo mecánico. Por eso es relativamente fácil de entender y de reparar y mantener. En unidades más pequeñas, su impacto medioambiental es despreciable (véase: evaluación del impacto medioambiental y pros y contras de la microcentral hidroeléctrica).
Estas condiciones específicas limitan la generalización y estandarización de “cómo instalar centrales hidroeléctricas”. La elección de la ubicación adecuada y la planificación requieren algunos conocimientos específicos. Conociendo el caudal de agua y la diferencia de altura se puede estimar la potencia potencial.
Turbina de agua
ResumenEl crecimiento demográfico, la creciente demanda de energía y el agotamiento de las reservas de combustibles fósiles hacen necesaria la búsqueda de alternativas sostenibles para la generación de electricidad. La energía hidroeléctrica podría sustituir gran parte de la aportación del gas y el petróleo a la actual combinación energética. Sin embargo, las anteriores estimaciones de alta resolución del potencial hidroeléctrico han sido locales y aún no se han aplicado a escala mundial. Este estudio es el primero que presenta formalmente una evaluación detallada del potencial hidroeléctrico de cada lugar, basada en la pendiente y el caudal de cada río del mundo. El potencial hidroeléctrico teórico bruto es de aproximadamente 52 PWh/año dividido entre 11,8 millones de lugares. Estos 52 PWh/año equivalen al 33% de la energía anual necesaria, mientras que la producción actual de energía de las centrales hidroeléctricas sólo representa el 3% de la energía anual necesaria. Los resultados de este estudio: todos los emplazamientos potencialmente interesantes para centrales hidroeléctricas, están disponibles en línea.
1 IntroducciónLa demanda mundial de energía se situó en 164 PWh/año en 2011, y será de 200 PWh/año en 2020 [1]. Con el continuo agotamiento de los combustibles fósiles, es inevitable que los recursos energéticos alternativos, incluida la energía hidroeléctrica, tengan que desempeñar un papel cada vez más importante [2,3]. El consenso común es que las energías renovables tendrán que suministrar más del 50% del consumo mundial de energía dentro de 40 años [4].
Eficiencia de las centrales hidroeléctricas
Las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía de la caída del agua para generar electricidad. Una turbina convierte la energía cinética del agua en energía mecánica. A continuación, un generador convierte la energía mecánica de la turbina en energía eléctrica.
Supongamos que en su zona hay una pequeña presa que no se utiliza para producir electricidad. Tal vez la presa se utilice para suministrar agua para regar tierras de cultivo o tal vez se construyó para hacer un lago de recreo. Como hemos explicado antes, hay que saber dos cosas:
Lo bien que la turbina y el generador convierten la fuerza del agua que cae en energía eléctrica. En las centrales hidroeléctricas más antiguas y mal mantenidas, este porcentaje puede ser del 60% (0,60), mientras que en las más nuevas y bien gestionadas puede llegar al 90% (0,90).
El consumo medio anual de energía residencial en Estados Unidos es de unos 3.000 kilovatios-hora por persona. Así que podemos calcular a cuántas personas podría abastecer nuestra presa dividiendo la producción anual de energía por 3.000.
Central hidroeléctrica
La energía hidroeléctrica suministra alrededor del 60% de la energía producida en Suiza. Esto es bueno, porque la electricidad de origen hidroeléctrico es renovable, autóctona, fiable y respetuosa con el clima (no emite CO2). Alrededor de la mitad de la energía hidroeléctrica procede de centrales situadas en ríos y arroyos, es decir, centrales de pasada. Se dividen en distintas categorías en función de su tamaño y tipo de producción. Aquí puede ver cuáles son y cómo funcionan las centrales hidroeléctricas.
La energía hidroeléctrica es una de las energías renovables. El agua que fluye (energía cinética) es conducida a través de una turbina (energía mecánica), que acciona un generador, donde se convierte en electricidad (energía eléctrica).
Las centrales de pasada se construyen en los ríos y utilizan la energía del agua que fluye por una pendiente. En la mayoría de los casos, ésta es de sólo unos metros, pero como pueden descender varios cientos de toneladas de agua por segundo, las centrales de pasada pueden tener una gran capacidad, de varios megavatios (MW).