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¿Qué es una central hidroeléctrica y cómo funciona?

marzo 17, 2022
¿Qué es una central hidroeléctrica y cómo funciona?

Microenergía hidráulica

La generación de electricidad mediante energía hidroeléctrica (energía potencial en el agua almacenada) es uno de los métodos más limpios de producción de energía eléctrica. En 2012, las centrales hidroeléctricas aportaron alrededor del 16% de la generación total de electricidad del mundo. La hidroelectricidad es la forma de energía renovable más utilizada. Es una fuente flexible de electricidad y además el coste de generación de electricidad es relativamente bajo. Este artículo habla de la disposición, los componentes básicos y el funcionamiento de una central hidroeléctrica.

Presa y embalse: La presa se construye sobre un gran río en zonas montañosas para garantizar un almacenamiento suficiente de agua en altura. La presa forma un gran embalse detrás de ella. La altura del nivel de agua (llamada cabeza de agua) en el embalse determina la cantidad de energía potencial que se almacena en él.

Compuerta de control: El agua del embalse puede fluir a través de la tubería forzada hasta la turbina. La cantidad de agua que se libera en la tubería forzada se puede controlar mediante una compuerta de control. Cuando la compuerta de control está completamente abierta, se libera la máxima cantidad de agua a través de la tubería forzada.

Energía hidroeléctrica británica

Con el llamamiento mundial a la acción para reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles, la energía hidroeléctrica se está convirtiendo en una fuente de energía cada vez más importante. Al ser una de las fuentes de energía renovable más consistentes y fiables, los proyectos hidroeléctricos continuarán en el futuro.

La energía hidroeléctrica es una de las formas más baratas de generar electricidad y es utilizada por más de 60 países en todo el mundo, cubriendo la mitad de su demanda de electricidad. Además, tiene la ventaja de ser una fuente de energía limpia, que proporciona energía «a la carta» y crea miles de puestos de trabajo en todo el mundo.

La energía hidroeléctrica es la que se genera a partir de fuentes de agua como el océano, los saltos de agua y los ríos. Dado que el agua se mueve constantemente a través de un ciclo global, su movimiento puede aprovecharse para generar electricidad o impulsar maquinaria. Como el agua es un recurso infinito, su ciclo proporciona un sistema de recarga sin fin, lo que la convierte en una fuente de energía renovable.

Hay varios tipos de instalaciones hidroeléctricas y todas se alimentan del movimiento del agua que fluye. Se utilizan turbinas y generadores para convertir la energía cinética del agua en electricidad, que luego se introduce en la red eléctrica para abastecer a hogares, empresas e industrias.

Ventajas y desventajas 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 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 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.

Modelo de funcionamiento de una central hidroeléctrica

La energía hidroeléctrica se genera convirtiendo la energía cinética del agua en energía eléctrica. Para aprovechar esta energía, se construyen enormes infraestructuras hidroeléctricas que permiten extraer la máxima potencia de este recurso renovable, libre de emisiones y local. Aprenda todo al respecto.

Para ello, se fuerza un flujo de agua a través de un circuito hidráulico que conecta dos puntos a diferentes alturas llamado calado, en el que el agua gana velocidad a medida que la energía potencial se transforma parcialmente en energía cinética. La turbina transforma esta energía cinética en energía mecánica, que el generador transforma en electricidad.

El rendimiento global del proceso es muy alto -entre el 90 y el 95%-, ya que capta casi toda la energía potencial del agua. Las pérdidas de energía se deben a la baja presión en el circuito hidráulico, a la fricción en la rotación de la central hidroeléctrica y a las pérdidas en los equipos eléctricos.

El proceso inverso se utiliza en las centrales hidroeléctricas de acumulación por bombeo, que pueden hacer que las centrales sean reversibles: Éstas convierten la energía eléctrica en energía potencial mediante el bombeo de agua a un depósito o tanque situado aguas arriba.

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