¿Cómo funciona la energía hidroeléctrica?
Las tecnologías del agua abarcan una serie de sistemas que utilizan el agua dulce o del océano para obtener electricidad o energía térmica. La tecnología del agua más conocida es la hidroeléctrica, en la que la fuerza del agua en movimiento impulsa una turbina, que a su vez hace funcionar un generador para crear electricidad. La energía hidráulica y otras tecnologías del agua son renovables porque su combustible se repone de forma natural a través del ciclo del agua; son alternativas limpias a la quema de combustibles fósiles que provocan el cambio climático. La energía hidroeléctrica no requiere la compra de combustibles para su generación, a diferencia del gas natural, el carbón y otras centrales de combustión. Los únicos costes son la construcción y el funcionamiento de las instalaciones de generación.
A nivel mundial, la energía hidroeléctrica representa alrededor del 15% de la generación eléctrica. En 2014, las centrales hidroeléctricas estadounidenses tenían una capacidad de unos 101.000 megavatios (MW) y producían el 6 por ciento de la energía total y el 48 por ciento de la electricidad renovable en Estados Unidos. Aunque la mayoría de los emplazamientos adecuados para las presas a gran escala se han desarrollado en Estados Unidos y en todo el mundo, hay muchas oportunidades para instalar sistemas hidroeléctricos en presas existentes que actualmente no tienen capacidad de generación, y para utilizar otras tecnologías de energía hidráulica en ríos, zonas de mareas y mar abierto. Según dos estudios realizados en 2012 por el Departamento de Energía de EE.UU., las presas existentes que actualmente no producen energía podrían proporcionar 12.000 MW de capacidad adicional, y si se construyen nuevas instalaciones (incluidas las que aprovechan las olas y las corrientes marinas), la energía hidroeléctrica podría proporcionar el 15% de la electricidad de Estados Unidos en 2030 (frente al 6% actual).
Usos energéticos del agua
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 energía hidroeléctrica generó una sexta parte de la electricidad mundial, casi 4.500 TWh, 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.
Centrales hidroeléctricas
Una presa hidroeléctrica convierte la energía potencial almacenada en un depósito de agua detrás de una presa en energía mecánica, también conocida como energía cinética. Cuando el agua baja por la presa, su energía cinética se utiliza para hacer girar una turbina.
¿Tienes curiosidad por la terminología energética utilizada en este artículo? El sitio web de la Administración de Información Energética de EE.UU. ofrece un resumen fácil de entender de términos energéticos como energía potencial y energía mecánica/cinética.
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Energía hidráulica
El uso de la energía hidráulica se remonta a la antigüedad y forma parte de la producción moderna de energía térmica e hidroeléctrica. También puede llegar a desempeñar un papel importante en las nuevas tecnologías de generación de energía. La energía hidráulica es uno de los tipos más populares de producción de energía limpia.
El vapor es una potente fuente de energía. De hecho, la invención de la máquina de vapor en 1705 fue un catalizador clave para la Revolución Industrial. Hoy en día, la mayoría de las instalaciones de energía térmica hierven agua para generar vapor, que se dirige a alta presión para crear electricidad. El vapor de agua presurizado se utiliza para hacer girar las turbinas de la central, lo que genera energía eléctrica.
El calor necesario para hervir el agua para crear vapor procede de la quema de combustibles fósiles, o de la fisión nuclear en el caso de las centrales nucleares. El calor térmico es la forma dominante de generación de electricidad en Estados Unidos. Según la Administración de Información Energética de Estados Unidos (EIA), los combustibles fósiles generaron el 63,6% de la electricidad estadounidense en 2018, mientras que otro 19,4% fue producido por la energía nuclear.