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¿Cómo se almacena la energía hidroeléctrica?

marzo 18, 2022
¿Cómo se almacena la energía hidroeléctrica?

Almacenamiento hidroeléctrico por bombeo

Junto a las demás tecnologías de almacenamiento de energía, como los materiales de cambio de fase, las baterías y la CAES, la hidroeléctrica de bombeo es otra opción para el almacenamiento de energía. El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo utiliza dos depósitos de agua separados verticalmente. En los momentos de exceso de electricidad, a menudo fuera de las horas punta, el agua se bombea desde el depósito inferior al superior. Cuando es necesario, el flujo de agua se invierte y se guía a través de las turbinas para generar electricidad.

La hidroeléctrica de bombeo es la tecnología de almacenamiento de energía más desarrollada, con instalaciones que datan de la década de 1890 en Italia y Suiza. En la actualidad, hay más de 90 GW de almacenamiento por bombeo en funcionamiento en todo el mundo, lo que supone alrededor del 3 % de la capacidad de generación mundial (CPUC, 2010). Las principales aplicaciones de las centrales hidroeléctricas de bombeo son la gestión de la energía, el control de la frecuencia y la provisión de reservas (CPUC, 2010). Las centrales de bombeo se caracterizan por sus largos plazos de construcción y sus elevados gastos de capital. Sin embargo, con el aumento de los precios de la electricidad y el creciente uso de fuentes de energía intermitentes, puede resultar muy económico almacenar electricidad para su uso posterior.

La mayor central de bombeo del mundo

Los sistemas de almacenamiento de agua por bombeo pueden caracterizarse como de circuito abierto o cerrado. Los sistemas de almacenamiento de agua por bombeo de circuito abierto tienen una conexión hidrológica permanente con una masa de agua natural. En el caso de las centrales de ciclo cerrado, los embalses no están conectados a una masa de agua exterior.

La Oficina de Tecnologías de la Energía del Agua (WPTO) invierte en tecnologías innovadoras de PSH y en investigación para comprender y determinar el valor de los beneficios potenciales de las instalaciones avanzadas de PSH existentes y futuras. A través de la iniciativa HydroWIRES, la WPTO trabaja actualmente en proyectos destinados a evaluar y ampliar la contribución de la energía hidroeléctrica y la PSH a la resistencia y fiabilidad de la red.

Upstream Tech utilizó el aprendizaje automático y los datos satelitales para desarrollar previsiones más precisas de los caudales que ayudarán a los promotores y reguladores de la energía hidroeléctrica a tomar decisiones más informadas sobre los futuros proyectos y operaciones hidroeléctricas.

Almacenamiento hidroeléctrico por bombeo Suecia

Este es, con mucho, el método más satisfactorio disponible en la actualidad para el almacenamiento de energía a gran escala y, por lo tanto, es el punto de referencia para cualquier sistema de almacenamiento de energía a gran escala. Un sistema de almacenamiento por bombeo requiere dos depósitos de agua -uno superior y otro inferior- y el agua se mueve entre estos dos niveles. Utilizando la electricidad sobrante (o barata) para bombear el agua desde el depósito inferior al superior, se puede almacenar energía en forma de energía potencial gravitatoria, que luego se puede volver a convertir en energía eléctrica en un momento posterior permitiendo que el agua vuelva a fluir desde el depósito superior al inferior a través de una turbina y un generador, al igual que la tecnología hidroeléctrica convencional. De este modo, la energía se convierte de eléctrica a cinética y a potencial gravitacional, y luego de nuevo a cinética y finalmente de nuevo a eléctrica.

El rendimiento de ida y vuelta de este proceso depende de la eficiencia de la bomba, el motor, la turbina y el generador, así como de las tasas de evaporación. No es raro que estas plantas esperen un rendimiento de ida y vuelta del 70 al 85%. Las centrales de bombeo son relativamente comunes en todo el mundo, con cuatro en el Reino Unido. El principal inconveniente del almacenamiento hidroeléctrico por bombeo es la necesidad de una geografía favorable; se requiere tanto un embalse inferior como uno superior, así como un terreno favorable entre ambos. La capacidad de almacenamiento depende del tamaño de los embalses y la energía del caudal y la altura del agua. La densidad de energía es proporcional a la altura (altura) entre los dos embalses, por lo que normalmente sólo será viable hacer una instalación de PHS si se dispone de una determinada altura entre los dos embalses. Existe una relación natural entre la altura y el caudal. Si se puede aumentar la altura, se puede reducir el caudal para la misma potencia y, a su vez, si se puede aumentar el caudal, se puede reducir la altura para la misma potencia. Debido a la necesidad de una geografía favorable, se han implementado los mejores sitios de PHS en el Reino Unido. Para aumentar el potencial de los PHS es necesario relajar esta limitación. Se están investigando planes de PHS subterráneos (U-PHS) y de PHS de agua de mar, y si resultan comercialmente viables cabe esperar una implantación generalizada. En la actualidad, sólo existe un sistema de PHS de agua de mar de 30 MW en Japón.

Almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo pdf

Las instalaciones hidroeléctricas de bombeo (PSH) almacenan energía potencial gravitacional bombeando agua a un embalse en los momentos de menor demanda de electricidad, y luego generan electricidad liberando el agua a través de una turbina en los momentos de mayor demanda. Las instalaciones de PSH están diseñadas para pasar del almacenamiento a la generación varias veces al día para aprovechar los breves cambios de precio, pero la mayor parte del almacenamiento se produce por la noche y la mayor parte de la generación tiene lugar durante el día.

El PSH es la mayor forma de almacenamiento de energía en Canadá y ayuda a proporcionar lo que se conoce como «equilibrio de carga». Esta suavización de las fluctuaciones de la oferta y la demanda de electricidad es especialmente valiosa en jurisdicciones con una gran proporción de generadores renovables intermitentes que generan según las condiciones ambientales. Por ejemplo, el PSH puede generar energía y mantener la fiabilidad de la red cuando no sopla el viento o no brilla el sol.

Descripción: El gráfico de columnas ilustra el consumo y la generación de electricidad típicos en una instalación modelo de PSH durante un periodo de 24 horas. Las barras que se extienden por debajo del eje X representan la electricidad consumida para bombear agua a un depósito de almacenamiento. Las barras que se extienden por encima del eje X representan la electricidad generada por el flujo de agua desde el depósito a través de una turbina. Este modelo supone una eficiencia de ida y vuelta del 80%, lo que significa que sólo el 80% de la energía utilizada para bombear el agua puede ser recuperada por los generadores de la turbina.

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