Energía hidráulica británica
Cuando se ve pasar un río, es difícil imaginar la fuerza que lleva. Si alguna vez has hecho rafting en aguas bravas, habrás sentido una pequeña parte de la fuerza del río. Los rápidos se crean cuando un río, que lleva una gran cantidad de agua cuesta abajo, se embotella a través de un estrecho pasaje. Cuando el río se ve obligado a pasar por esta abertura, su caudal se acelera. Las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía del agua y utilizan una mecánica sencilla para convertirla en electricidad. En realidad, las centrales hidroeléctricas se basan en un concepto bastante sencillo: el agua que fluye a través de una presa hace girar una turbina, que a su vez hace girar un generador.AdvertisementAquí están los componentes básicos de una central hidroeléctrica convencional:
El agua del embalse se considera energía almacenada. Cuando se abren las compuertas, el agua que fluye por la tubería forzada se convierte en energía cinética porque está en movimiento. La cantidad de electricidad que se genera viene determinada por varios factores. Dos de esos factores son el volumen de flujo de agua y la cantidad de cabeza hidráulica. La altura se refiere a la distancia entre la superficie del agua y las turbinas. A medida que la altura y el caudal aumentan, también lo hace la electricidad generada. La altura suele depender de la cantidad de agua que haya en el embalse.Comienzos sencillosEl uso de la energía hidroeléctrica alcanzó su punto álgido a mediados del siglo XX, pero la idea de utilizar el agua para generar energía se remonta a miles de años atrás. Una central hidroeléctrica es básicamente una rueda hidráulica de gran tamaño. Hace más de 2.000 años, se dice que los griegos utilizaban una rueda de agua para moler el trigo y convertirlo en harina. Estas antiguas ruedas hidráulicas son como las turbinas de hoy, que giran cuando una corriente de agua golpea las aspas. Los engranajes de la rueda molían el trigo hasta convertirlo en harina.
Cómo funciona la energía hidroeléctrica
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.
Energía hidroeléctrica de bombeo
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 de electricidad renovable anual total 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 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.
Historia de la energía 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.