Cómo utilizan los antiguos la energía del agua
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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.
¿Cómo producimos energía hidroeléctrica?
La energía hidroeléctrica se produce con agua en movimiento
En las centrales hidroeléctricas, el agua fluye por una tubería o conducto forzado, empuja y hace girar las palas de una turbina para hacer girar un generador y producir electricidad.
¿Cómo funciona la energía hidroeléctrica paso a paso?
Una presa convencional retiene el agua en un lago artificial, o embalse, situado detrás de ella. Cuando el agua sale por la presa, hace girar una turbina conectada a un generador que produce electricidad. El agua vuelve al río aguas abajo de la presa.
¿Cuál es la principal fuente de energía hidroeléctrica?
La energía hidráulica, o hidroeléctrica, es una de las mayores y más antiguas fuentes de energía renovable, que utiliza el flujo natural del agua en movimiento para generar electricidad. En la actualidad, la energía hidroeléctrica representa el 31,5% de la generación total de electricidad renovable de Estados Unidos y alrededor del 6,3% de la generación total de electricidad de Estados Unidos.
Energía hidroeléctrica pdf
Figura 1: Evolución de la producción anual y la capacidad instalada de energía hidroeléctrica en Europa desde 2005 (según Hydropower & Dams World Atlas 2020). Potencial de generación y ampliación de la energía hidroeléctrica en los países de la región europea (según el Atlas Mundial de Hidroelectricidad y Presas 2019).Figura 3: Caracterización de las centrales hidroeléctricas.Figura 4: Capacidad instalada en MW en construcción desde 2005 (según el Atlas Mundial de Hidroelectricidad y Presas 2020).
La energía hidroeléctrica tiene una larga historia en Europa y en la primera mitad del siglo pasado contribuyó significativamente al desarrollo industrial y al bienestar en la mayoría de los países de Europa. En la actualidad, se generan casi 650 TWh en un año hidrológico medio, lo que equivale aproximadamente al 65% del potencial hidroeléctrico económicamente viable en Europa, incluida Turquía (Figura 1). Desde hace unos años, la producción anual de energía hidroeléctrica se estabiliza en torno a los 650 TWh y la capacidad total instalada en torno a los 230 GW. No obstante, cabe señalar que la producción anual de energía hidroeléctrica depende de la situación hidrológica de cada año.
Central hidroeléctrica
Los costes de instalación de las grandes centrales hidroeléctricas consisten sobre todo en obras de construcción civil (como la construcción de las presas, los túneles y otras infraestructuras necesarias) y en costes de equipamiento electromecánico (maquinaria generadora de electricidad). Dado que la energía hidroeléctrica es una tecnología específica del emplazamiento, estos costes pueden minimizarse en la fase de planificación mediante una selección adecuada de la ubicación y el diseño.
Desde que ganaron el premio Furthering Advancements to Shorten Time Commissioning for Pumped Storage Hydropower en 2019, tres equipos continuaron con las pruebas, completaron análisis adicionales e identificaron sitios potenciales para sus tecnologías.
El 1 de diciembre de 2022, WPTO organizará un seminario web para explorar los temas de energía hidráulica en la Fase Uno del Programa de Investigación de Innovación de Pequeñas Empresas y Transferencia de Tecnología de Pequeñas Empresas del Año Fiscal 2023. Los oradores discutirán estos temas y responderán preguntas.
WPTO anunció una oportunidad para que los desarrolladores de energía hidroeléctrica y otras partes interesadas reciban asistencia técnica para abordar los obstáculos de valoración en el desarrollo de proyectos hidroeléctricos de almacenamiento por bombeo y para los desafíos relacionados con la misión HydroWIRES.
Ventajas de la energía hidroeléctrica
La gente tiene una larga historia de uso de la fuerza del agua que fluye en arroyos y ríos para producir energía mecánica. La energía hidroeléctrica fue una de las primeras fuentes de energía utilizadas para la generación de electricidad, y hasta 2019, la energía hidroeléctrica fue la mayor fuente de generación total anual de electricidad renovable de Estados Unidos.
En 2021, la hidroelectricidad representó alrededor del 6,3% de la generación total de electricidad a escala de servicios públicos1 de Estados Unidos y el 31,5% de la generación total de electricidad renovable a escala de servicios públicos. La cuota de la hidroelectricidad en la generación total de electricidad en EE.UU. ha disminuido con el tiempo, principalmente debido al aumento de la generación de electricidad a partir de otras fuentes.
La cantidad de precipitaciones que desaguan en los ríos y arroyos de una zona geográfica determina la cantidad de agua disponible para producir energía hidroeléctrica. Las variaciones estacionales en las precipitaciones y los cambios a largo plazo en los patrones de precipitaciones, como las sequías, pueden tener grandes efectos en la disponibilidad de producción hidroeléctrica.
Dado que la fuente de energía hidroeléctrica es el agua, las centrales hidroeléctricas suelen estar situadas en una fuente de agua o cerca de ella. El volumen del flujo de agua y el cambio de elevación -o caída, y a menudo denominado altura- de un punto a otro determinan la cantidad de energía disponible en el agua en movimiento. En general, cuanto mayor es el caudal de agua y más alta la altura, más electricidad puede producir una central hidroeléctrica.