Esquema de una central hidroeléctrica
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 2020, la hidroelectricidad representó alrededor del 7,3% de la generación total de electricidad a escala de servicios públicos1 de Estados Unidos y el 37% 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 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.
Principio de funcionamiento de una central hidroeléctrica
La energía hidráulica, también conocida como hidroeléctrica, ofrece una serie de ventajas a las comunidades a las que sirve. La energía hidroeléctrica y el almacenamiento por bombeo siguen desempeñando un papel crucial en nuestra lucha contra el cambio climático al proporcionar servicios esenciales de energía, almacenamiento y flexibilidad. A continuación se enumeran algunas de las ventajas que la energía hidroeléctrica puede aportar en la transición de Estados Unidos hacia una electricidad 100% limpia para 2035 y hacia unas emisiones netas nulas para 2050.
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.
Pros y contras de la energía hidroeléctrica
Este artículo necesita ser actualizado. El motivo es: Informe de la AIE 2021 https://www.iea.org/reports/hydropower-special-market-report. Por favor, ayude a actualizar este artículo para reflejar los acontecimientos recientes o la nueva información disponible. (Enero 2022)
La hidroelectricidad, o energía hidroeléctrica, es la electricidad producida a partir de la energía hidráulica. En 2020, la hidroelectricidad generó una sexta parte de la electricidad mundial, casi 4.500 TWh, lo que supuso más que todas las demás energías renovables juntas y también más que la energía nuclear[3].
La energía hidroeléctrica puede suministrar grandes cantidades de electricidad baja en carbono según la demanda, lo que la convierte en la clave de muchas redes eléctricas seguras y limpias[3]. Con una presa y un embalse es también una fuente flexible de electricidad, ya que la cantidad producida por la central puede variar hacia arriba o hacia abajo en segundos o minutos para adaptarse a los cambios en la demanda de energía. Una vez construido un complejo hidroeléctrico, el proyecto no produce residuos directos, y casi siempre tiene un nivel de producción de gases de efecto invernadero considerablemente menor que las centrales energéticas alimentadas por combustibles fósiles[4]. Sin embargo, cuando se construyen en zonas de selva baja, donde es necesario inundar una parte del bosque, pueden emitir cantidades importantes de gases de efecto invernadero.
¿Qué fuente de energía es 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.