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¿Cómo se produce la energía hidráulica?

marzo 20, 2022
¿Cómo se produce la energía hidráulica?

Pros y contras de la energía hidroeléctrica

Figura 1: Evolución de la producción anual y la capacidad instalada de energía hidroeléctrica en Europa desde 2005 (según el Atlas Mundial de Hidroelectricidad y Presas 2020).Figura 2. Potencial de generación y ampliación de la energía hidroeléctrica en los países de la región europea (según Hydropower & Dams World Atlas 2019).Figura 3: Caracterización de las centrales hidroeléctricas.Figura 4: Capacidad instalada en MW en construcción desde 2005 (según Hydropower & Dams World Atlas 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 a cerca del 65% del potencial hidroeléctrico económicamente viable en Europa, incluida Turquía (Figura 1). Desde hace unos años, la producción anual de energía hidroeléctrica se estabiliza cerca de los 650 TWh y la capacidad total instalada cerca de los 230 GW. Sin embargo, hay que tener en cuenta que la producción anual de energía hidroeléctrica está influida por la situación hidrológica de cada año.

Hidroeléctrica británica

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, que a su vez activa un generador para producir electricidad. El agua puede liberarse para satisfacer las necesidades cambiantes de electricidad u otras necesidades, como el control de inundaciones, las actividades recreativas, el paso de los peces y otras necesidades medioambientales y de calidad del agua.

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

Contras de la 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 de electricidad renovable anual 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 de otras fuentes.

La cantidad de precipitaciones que se vierten en los ríos y arroyos de una zona geográfica determina la cantidad de agua disponible para producir energía hidroeléctrica. Las variaciones estacionales de las precipitaciones y los cambios a largo plazo en los patrones de precipitación, como las sequías, pueden tener grandes efectos en la disponibilidad de la producción hidroeléctrica.

Como 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 en la elevación -o caída, y a menudo referido como cabeza- de un punto a otro determinan la cantidad de energía disponible en el agua en movimiento. En general, cuanto mayor sea el caudal de agua y la altura de elevación, más electricidad podrá producir una central hidroeléctrica.

¿Cuánta energía produce una central hidroeléctrica?

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 hay una pequeña presa en su zona que no se utiliza para producir electricidad. Tal vez la presa se utilice para suministrar agua para regar las tierras de cultivo o tal vez se construyó para hacer un lago para el recreo. Como ya hemos explicado, hay que saber dos cosas:

Lo bien que la turbina y el generador convierten la fuerza del agua que cae en energía eléctrica. En el caso de las centrales hidroeléctricas más antiguas y mal mantenidas, este porcentaje puede ser del 60% (0,60), mientras que en las más nuevas y bien operadas 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 servir nuestra presa dividiendo la producción anual de energía entre 3.000.

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