Principio de funcionamiento de una central hidroeléctrica
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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 que cae 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 central hidroeléctrica más común del mundo es la “central de presa”. En este tipo de central, el agua se acumula en la presa hasta que cae desde cierta altura sobre una turbina hidráulica, que gira produciendo electricidad a través de generadores eléctricos situados en la sala de máquinas. A continuación, se aumenta la tensión para suministrar energía a la red eléctrica sin grandes pérdidas. El agua utilizada sigue su curso natural.
Las “centrales de pasada” son otro tipo de centrales hidroeléctricas que utilizan las pendientes naturales de los ríos para llevar el agua por un canal hasta llegar a la central, donde las turbinas -que pueden ser de eje vertical si la pendiente es pronunciada o de eje horizontal si la pendiente es pequeña- giran generando electricidad como las centrales de presa. Este tipo de centrales funciona de forma continua.
Las centrales de bombeo son el tercer tipo de centrales hidroeléctricas que, además de aprovechar la energía del agua, pueden consumir energía para transportar el agua a una cota superior durante las horas valle y liberarla cuando hay un consumo eléctrico elevado. Funcionan como un método de almacenamiento de energía para satisfacer la demanda energética.
Esquema de una central hidroeléctrica
Una central hidroeléctrica es un tipo especial de central que utiliza la energía del agua que cae o fluye para generar electricidad. Para ello, dirigen el agua sobre una serie de turbinas que convierten la energía potencial y cinética del agua en el movimiento de rotación de la turbina. La turbina se conecta entonces a un generador y el movimiento se utiliza para generar electricidad. La energía hidroeléctrica proporciona al mundo alrededor del 16% de la generación total de energía eléctrica[1] Algunos de los mayores productores son China, Canadá y Brasil[2] Véase la generación mundial de electricidad para obtener información específica sobre la cantidad de electricidad generada por la energía hidroeléctrica en diferentes países.
Existen instalaciones hidroeléctricas convencionales y no convencionales. Las instalaciones hidroeléctricas convencionales -el tipo más común- se basan en una diferencia de altura creada por presas artificiales y obstrucciones. Dos tipos de sistemas que se consideran convencionales son las presas hidroeléctricas y las presas mareomotrices. Las técnicas de generación no convencionales suelen basarse en la descarga hidroeléctrica o en una pequeña diferencia de altura. Algunos ejemplos de instalaciones hidroeléctricas no convencionales son las hidroeléctricas de baja altura, los sistemas a filo de agua, las hidroeléctricas a filo de agua y las mareomotrices cinéticas.
Energía hidroeléctrica
La energía hidráulica, también conocida como energía hidroeléctrica, se genera transformando en energía eléctrica la energía potencial existente entre dos masas de agua situadas a distinta altitud o elevación. Para aprovechar este desnivel se construyen infraestructuras hidráulicas que permiten extraer el máximo potencial de este recurso autóctono. El resultado es una energía renovable y limpia, ya que evita el uso de combustibles fósiles y reduce las emisiones de dióxido de carbono, limitando la contaminación y el efecto invernadero.
Los seres humanos han aprovechado la fuerza de las corrientes fluviales durante siglos, utilizando norias giradas por los ríos para moler grano e incluso para fabricar telas. La energía hidroeléctrica se convirtió en una fuente de electricidad a finales del siglo XIX, después de que el ingeniero británico-estadounidense James Francis construyera la primera turbina hidráulica moderna. En 1882, la primera central hidroeléctrica del mundo empezó a funcionar en Appleton (Wisconsin, Estados Unidos).
Este tipo de central dispone de dos embalses a diferentes alturas que permiten almacenar agua en momentos de baja demanda y utilizarla para generar energía en momentos de alto consumo para satisfacer toda la demanda.