¿Cuáles son las características de una central hidroeléctrica?

Hidroeléctrica convencional

Nada es perfecto en la Tierra, y eso incluye la producción de electricidad utilizando agua corriente. En efecto, las instalaciones de producción hidroeléctrica no son perfectas (construir una presa cuesta mucho y además puede tener efectos negativos sobre el medio ambiente y la ecología local), pero la producción de energía hidroeléctrica presenta una serie de ventajas frente a la producción de energía a partir de combustibles fósiles.

Representantes de más de 170 países llegaron a un consenso en la Primera Conferencia Mundial sobre Desarrollo Sostenible, en Johannesburgo (2002), y en el Tercer Foro Mundial del Agua, en Kioto (2003): la generación hidroeléctrica es renovable y tiene ciertos méritos He aquí diez razones que les llevaron a esta conclusión.

La hidroelectricidad utiliza la energía del agua corriente, sin reducir su cantidad, para producir electricidad. Por lo tanto, todos los aprovechamientos hidroeléctricos, de pequeño o gran tamaño, sean de agua corriente o de acumulación, encajan en el concepto de energía renovable.

Las centrales hidroeléctricas con embalses de acumulación ofrecen una flexibilidad operativa incomparable, ya que pueden responder inmediatamente a las fluctuaciones de la demanda de electricidad. La flexibilidad y la capacidad de almacenamiento de las centrales hidroeléctricas las hacen más eficaces y económicas a la hora de apoyar el uso de fuentes intermitentes de energía renovable, como la energía solar o la eólica.

Energía hidroeléctrica sostenible en el siglo XXI

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.

¿Por qué pueden utilizarse centrales hidroeléctricas en todo el mundo para suministrar energía a los hogares?

Una central hidroeléctrica es una instalación que permite aprovechar las masas de agua en movimiento que fluyen por los ríos para transformarlas en electricidad. Según la potencia instalada, las centrales hidroeléctricas pueden ser Centrales hidráulicas de gran potencia (más de 10MW de potencia eléctrica), Minicentrales hidráulicas: (entre 1MW y 10MW) y Microcentrales hidroeléctricas (menos de 1MW de potencia).

Existen muchos tipos de centrales hidroeléctricas, ya que las características del terreno donde se ubica la central condicionan en gran medida su diseño. Podríamos tener una clasificación de tres modelos básicos:

En el caso de los canales, éstos pueden realizarse excavando el terreno o artificialmente mediante estructuras de hormigón. Su distribución está siempre condicionada por las condiciones geográficas locales, por lo que la mejor solución es la construcción de un túnel de carga, aunque el coste de la inversión es mayor.

La parte final del recorrido del agua desde la cámara de carga hasta las turbinas se realiza mediante una tubería forzada. Para la construcción de estas tuberías se utiliza acero para caídas de agua de hasta 2000 m y hormigón para caídas de agua de hasta 500 m.

Turbina hidráulica

El tipo más común de central hidroeléctrica es una instalación de embalse. Una instalación de embalse, normalmente un gran sistema hidroeléctrico, utiliza una presa para almacenar el agua del río en un embalse. El agua liberada del embalse fluye a través de una turbina, haciéndola girar, lo que a su vez activa un generador para producir electricidad. El agua puede liberarse para satisfacer necesidades cambiantes de electricidad u otras necesidades, como el control de inundaciones, el ocio, el paso de peces y otras necesidades medioambientales y de calidad del agua.

Desde que ganaron el Premio Furthering Advancements to Shorten Time Commissioning for Pumped Storage Hydropower en 2019, tres equipos continuaron 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.