¿Qué es energía hidroeléctrica y ejemplos?

Ejemplos de energía hidráulica

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.

Central hidroeléctrica

La energía hidroeléctrica es la energía derivada del agua que fluye. Hace más de 2.000 años, los antiguos griegos utilizaban la energía hidráulica para hacer funcionar las ruedas de moler el grano; hoy en día es uno de los medios más rentables de generar electricidad y suele ser el método preferido cuando está disponible. En Noruega, por ejemplo, el 99% de la electricidad procede de la energía hidráulica. La mayor central hidroeléctrica del mundo es la presa de las Tres Gargantas, en China, de 22,5 gigavatios. Produce entre 80 y 100 teravatios-hora al año, suficiente para abastecer entre 70 y 80 millones de hogares.

El principio básico de la energía hidroeléctrica es utilizar el agua para mover turbinas. Las centrales hidroeléctricas tienen dos configuraciones básicas: con presas y embalses, o sin ellos. Las centrales hidroeléctricas con un gran embalse pueden almacenar agua durante periodos cortos o largos para satisfacer los picos de demanda. Las instalaciones también pueden dividirse en presas más pequeñas para distintos fines, como el uso nocturno o diurno, el almacenamiento estacional o las centrales reversibles de bombeo, tanto para el bombeo como para la generación de electricidad. La energía hidroeléctrica sin presas ni embalses significa producir a menor escala, normalmente a partir de una instalación diseñada para funcionar en un río sin interferir en su caudal. Por esta razón, muchos consideran que la energía hidroeléctrica a pequeña escala es una opción más respetuosa con el medio ambiente.

Presa hidroeléctrica

Central hidroeléctrica¿Cómo producir hidroelectricidad?  La base para producir hidroelectricidad es la energía hidroeléctrica. Por lo tanto, primero hay que producir energía hidroeléctrica, lo que dará lugar a la producción de hidroelectricidad. La hidroelectricidad se produce principalmente utilizando una presa o una estructura de desvío para alterar el caudal de las masas de agua. Por lo tanto, la energía hidroeléctrica necesita un sistema de recarga constante para que el agua pueda producir electricidad.  Existen varios tipos de instalaciones hidroeléctricas desde las que se puede producir hidroelectricidad. Otras instalaciones hidroeléctricas se alimentan principalmente de la energía cinética que hace que el agua se mueva corriente abajo. La energía hidroeléctrica estándar utiliza varias turbinas y generadores para convertir la energía cinética en energía eléctrica. También se conoce como energía hidráulica.  Las centrales se sitúan cerca de masas de agua o de cualquier fuente de agua para generar hidroelectricidad. La captación de energía del agua en movimiento dependerá en gran medida del nivel de densidad del agua. Así, cuanto mayor y más potente sea el flujo de agua, mayor será la captación. El agua fluirá por una tubería que hará girar una turbina. Ésta, a su vez, hará girar un generador y, en última instancia, producirá electricidad.

Ventajas de la energía 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 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.