ENERGIA HIDRAULICA

La ENERGIA HIDRAULICA aprovecha la gravedad y el ciclo del agua, hemos aprovechado uno de los motores de la naturaleza para crear una forma útil de energía. 

De hecho, los humanos han estado capturando la energía del agua en movimiento durante miles de años.

 Hoy en día, aprovechar la energía de mover el agua para generar electricidad, conocida como energía hidroeléctrica, es la fuente más grande de electricidad renovable libre de emisiones en los Estados Unidos y en todo el mundo.

¿Qué es y cómo funciona la energía hidraulica?

La energía hidrica (o hidroenergía) es una forma de energía renovable que utiliza el agua almacenada en las presas, y también fluye en los ríos para generar electricidad en las centrales hidroeléctricas. 

energia hidraulica

Al igual que otras formas de generación de electricidad, la energía hidroeléctrica utiliza una turbina para ayudar a generar electricidad; usando la energía del agua que cae o fluye para girar las turbinas. 

Las cuchillas giratorias hacen girar un generador que convierte la energía mecánica de la turbina giratoria en energía eléctrica. 

La cantidad de electricidad generada de cada planta de energía depende de la cantidad de agua que fluye y la altura desde la cual cae. 

Algunas plantas hidroeléctricas tienen lo que se conoce como ‘almacenamiento bombeado’. 

Esto significa que por la noche, cuando la demanda de electricidad es baja, el agua se bombea hacia la represa para que pueda volver a liberarse al día siguiente cuando la demanda de electricidad sea más alta.

¿Còmo se clasifican las instalaciones de plantas hidroelèctricas?

Las instalaciones de centrales hidraulicas se pueden clasificar en tres tamaños: grande (> 30 MW), pequeña (100 kW – 30 MW) o micro (<100 kW) 

Las instalaciones varían en tamaño desde las grandes centrales eléctricas que suministran electricidad a muchos consumidores a pequeñas y microplantas que las personas operan para sus propias necesidades de energía o para vender energía a los servicios públicos.

Gran hidroelectrica

Aunque las definiciones varían, el DOE define una gran hidroelectricidad como instalaciones que tienen una capacidad de más de 30 megavatios (MW).

Pequeña energía hidroeléctrica

Aunque las definiciones varían, el DOE define la pequeña energía hidroeléctrica como proyectos que generan 10 MW o menos de energía.

Microhidroeléctrica

Una microplanta hidroeléctrica tiene una capacidad de hasta 100 kilovatios. Un sistema de energía pequeño o micro hidroeléctrico puede producir suficiente electricidad para un hogar, granja, rancho o pueblo.

¿Cómo se genera la energia hidraulica?

 

Una central hidroeléctrica convierte la energía cinética del agua que fluye o cae en energía eléctrica que puede usarse en hogares y negocios. La energia hidraulica se puede generar a pequeña escala con una instalación de “corriente de río”, que utiliza agua de río que fluye naturalmente para convertir una o más turbinas, o en gran escala con una presa hidroeléctrica.

Una presa hidroeléctrica se extiende a ambos lados de un río, bloqueando su avance río abajo. El agua se acumula en el lado aguas arriba de la presa, formando un lago artificial conocido como reservorio .

 La represa del río convierte su energía cinética en energía potencial: el depósito se convierte en una especie de batería que almacena energía que puede liberarse poco a poco. 

Algunos embalses también se utilizan como lagos de navegación o para el agua potable.

La energía potencial del yacimiento se convierte de nuevo en energía cinética abriendo compuertas o entradas submarinas  en la presa.

Cuando se abre una entrada, el inmenso peso del depósito fuerza el agua a través de un canal llamado compuerta  hacia una turbina. 

El agua corre más allá de la turbina, golpeando sus cuchillas y haciendo que gire, convirtiendo parte de la energía cinética del agua en energía mecánica. El agua finalmente sale de la represa y continúa su viaje río abajo.

Un eje conecta la turbina a un generador : cuando la turbina gira, también lo hace el generador. El generador usa un campo electromagnético para convertir esta energía mecánica en energía eléctrica.

Mientras haya suficiente agua en el embalse, una represa hidroeléctrica puede responder rápidamente a los cambios en la demanda de electricidad.

 La apertura y el cierre de las entradas controlan directamente la cantidad de agua que fluye a través de la tubería forzada, que determina la cantidad de electricidad que genera la presa.

La turbina y el generador están ubicados en la casa de máquinas  de la presa, que también alberga un transformador. El transformador convierte la energía eléctrica del generador a un alto voltaje.

 La red nacional utiliza altos voltajes para transmitir electricidad de manera eficiente a través de las líneas eléctricas  a los hogares y empresas que lo necesitan . Aquí otros transformadores reducen el voltaje a un nivel utilizable.

 

¿Cuales son los principales tipos de centrales hidroelèctricas?

El tipo más común de central hidroeléctrica usa una presa en un río para almacenar agua en un depósito. 

El agua liberada del depósito fluye a través de una turbina, girando, lo que a su vez activa un generador para producir electricidad.

 Pero la energía hidroeléctrica no requiere necesariamente una presa grande.

 Algunas centrales hidroeléctricas simplemente usan un pequeño canal para canalizar el agua del río a través de una turbina.

Otro tipo de planta de energía hidroeléctrica, llamada planta de almacenamiento por bombeo , puede incluso almacenar energía. La potencia se envía desde una red eléctrica a los generadores eléctricos. 

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Los generadores hacen girar las turbinas hacia atrás, lo que hace que las turbinas bombean agua desde un río o reservorio inferior a un depósito superior, donde se almacena la energía. 

Para usar la energía, el agua se libera desde el depósito superior hacia el río o el depósito inferior. Esto hace girar las turbinas hacia adelante, activando los generadores para producir electricidad.

Hay tres tipos principales de centrales hidroeléctricas 

  1. Las instalaciones de confinamiento son la tecnología más común que utiliza una represa para crear una gran reserva de agua. La electricidad se produce cuando el agua pasa a través de las turbinas en la presa.
  2. Las instalaciones de almacenamiento por bombeo son similares pero tienen un segundo depósito debajo de la presa. El agua puede ser bombeada desde el depósito inferior al depósito superior, almacenando energía para su uso en un momento posterior.
  3. Las instalación de desvío dependen más del caudal de agua natural, desviando solo una parte del agua del río a través de las turbinas, a veces sin el uso de una presa o embalses. Dado que la hidroplanea de pasada está sujeta a la variabilidad natural del agua , es más intermitente que la represa hidroeléctrica. 

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la energía hidraulica?

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La energía hidroeléctrica (comúnmente conocida como hidroelectricidad) es la forma más utilizada de energía renovable debido a las muchas ventajas asociadas con ella. Sin embargo, hay algunas desventajas significativas asociadas con la generación de hidroelectricidad. En este artículo analizaremos las diferentes ventajas y desventajas de la energía hidroeléctrica y destacaremos los pros y contras clave de la tecnología.

Ventajas de la energía hidroeléctrica

Aquí están las muchas ventajas asociadas con la energía hidroeléctrica.

1. confiable y eficiente

La energía hidroeléctrica es ampliamente considerada como una fuente de electricidad confiable y eficiente. Siempre que exista un suministro adecuado de agua, la producción hidroeléctrica puede ser constante y algunos países han logrado producir una gran proporción de su capacidad total de electricidad. Paraguay ha podido producir casi el 100% de su suministro de electricidad a partir de energía hidroeléctrica.

2. Limpio y renovable

Otra ventaja de la hidroelectricidad es que es tanto limpia como renovable. No es necesario quemar combustibles fósiles para producir energía hidroeléctrica y, por lo tanto, no hay emisiones nocivas como resultado.

 El agua es una fuente de energía renovable que nunca se agotará y el uso de este recurso ayuda a conservar fuentes de energía no renovables para otros usos. Esto también permite que los países dependan menos de los suministros externos de combustibles fósiles como el carbón, el petróleo y el gas natural, que pueden verse perturbados debido al conflicto, la economía y la oferta y la demanda.

3. Flexible

Las represas hidroeléctricas tienen un grado de flexibilidad cuando se trata de cumplir con las demandas de energía en tiempo real. Cuando se requieren altos o bajos volúmenes de electricidad, los operadores de una presa hidroeléctrica pueden alterar la toma de agua para aumentar o disminuir el flujo de agua hacia la presa, generando así el nivel adecuado de electricidad. Esta alteración se puede completar en un espacio de tiempo muy corto en comparación con las centrales eléctricas tradicionales.

4. Económico

La energía hidroeléctrica es muy económica de producir una vez que se ha construido la represa hidroeléctrica inicial. Las represas hidroeléctricas tienen costos operativos y de mantenimiento muy bajos en comparación con las centrales eléctricas más tradicionales.

 Atado con las ventajas económicas está el hecho de que la energía hidroeléctrica no es vulnerable al costo fluctuante de los combustibles fósiles, lo que ayuda a proporcionar una economía más estable con precios de energía predecibles.

5. Usos adicionales

Las represas hidroeléctricas a menudo están diseñadas para crear un gran depósito a un lado de la pared de la presa. Este cuerpo de agua se utiliza comúnmente no solo para producir electricidad a través de la presa, sino también para proporcionar un suministro de agua a las ciudades y pueblos de los alrededores. Esto reduce el costo de construir un depósito separado para abastecer el agua.

6. Recreación y turismo

El embalse creado durante la construcción de una presa hidroeléctrica también se puede utilizar como una instalación recreativa con muchas instalaciones para practicar el kayak y el windsurf. Además, las represas hidroeléctricas más grandes y más notables pueden convertirse en puntos de referencia para un país o región que ayude a atraer grandes volúmenes de turistas cada año, proporcionando un impulso a la economía local.

Desventajas de la energía hidroeléctrica

Las ventajas anteriores de la energía hidroeléctrica muestran claramente por qué muchos países han elegido aprovechar el potencial de esta fuente de energía. A continuación encontrará las diversas desventajas asociadas con la energía hidroeléctrica.

1. Impacto ambiental

Como se mencionó anteriormente, cuando se construye una presa hidroeléctrica, se forma un depósito detrás de una de las paredes de la presa. Dependiendo del tamaño de la presa, esto puede tener un impacto en un área grande ya que la tierra se inunda cuando se llena el embalse, lo que trae consecuencias desastrosas para la vida silvestre, peces e incluso plantas. Los cambios en los niveles de los ríos, los patrones de flujo y la temperatura del agua contribuyen a la gravedad de este impacto.

El entorno local no solo sufre, sino que también lo hace el entorno de las áreas aguas abajo. Dependiendo de la escala del embalse y de la cantidad de agua que contenga, las áreas extensas que se encuentran muchas millas río abajo podrían verse afectadas por la sequía y otras consecuencias. Esto también puede tener un impacto en las relaciones internacionales si un país provoca un desastre ambiental en un país vecino.

Tenemos una página dedicada a los impactos ambientales de las represas hidroeléctricas .

2. Desplazamiento de personas

A menudo, cuando la tierra necesita ser inundada para formar un embalse para una presa hidroeléctrica, las personas serán desplazadas. Las aldeas e incluso las ciudades pequeñas pueden tener que reubicarse para dar paso a un embalse, destruyendo comunidades en el proceso. Aunque a menudo se proporcionan incentivos financieros para persuadir a las personas a mudarse, otros pueden verse obligados a mudarse del lugar que han llamado hogar durante muchos años.

3. Caro para construir

Las represas hidroeléctricas son muy costosas de construir. Se requiere mucha planificación, ingeniería y construcción antes de que una presa comience a producir energía para comenzar a pagar por sí misma. Este proceso lleva muchos años y da como resultado un largo retorno de la inversión o retorno de la inversión (ROI).

4. Lugares limitados para construir

Como las presas hidroeléctricas deben construirse en áreas con las condiciones perfectas (paisaje, niveles de precipitación, etc.), la mayoría de estos lugares ya se han utilizado para la construcción de presas hidroeléctricas. Hoy en día hay lugares limitados donde podemos construir nuevas presas que proporcionarán la mayor confiabilidad y eficiencia.

5. Preocupaciones de seguridad

Aunque los niveles de seguridad de las presas modernas se consideran buenos, existen temores sobre la seguridad de las represas más antiguas. Se han producido numerosos desastres relacionados con la falla de la represa, que tuvo lugar en China en 1975 y que causó la muerte de 171,000 personas.

Visión de conjunto

Podemos ver a partir de los pros y los contras de la energía hidroeléctrica que hay arriba que hay argumentos a favor y en contra de la tecnología. Por un lado, la hidroelectricidad es capaz de proporcionar una fuente de electricidad limpia, confiable y renovable, mientras que, por otro lado, la hidroelectricidad puede destruir hábitats y desplazar a las personas.

¿Cómo se genera la energia hidroelèctrica??