Energía hidroeléctrica: guía completa para su aprovechamiento

Al igual que otros métodos de generación, la hidroeléctrica produce electricidad desde generadores impulsados por turbinas. Estas usan la energía potencial de agua cayendo o fluyendo rápido (energía hídrica) y la convierten en mecánica. Es energía renovable ampliamente usada en el siglo XXI. En 2019, representó >18% de la capacidad total de generación mundial.

Conocerás definición, aplicaciones, diagrama, tipos, funcionamiento, ventajas, desventajas y cómo funciona.

¿Qué es la energía hidroeléctrica?

También llamada hidroelectricidad, es la energía obtenida de agua fluyente convertida en electricidad o para impulsar maquinaria. La electricidad proviene de generadores impulsados por turbinas. En el sistema, la energía potencial de agua cayendo o fluyendo rápido se convierte en mecánica.

En el siglo XXI, la hidroelectricidad es muy utilizada como renovable: >18% de capacidad mundial en 2019. Se basa en el ciclo del agua en tres pasos: 1) energía solar calienta agua en ríos, lagos, océanos → evaporación. 2) vapor condensa en nubes → precipitación (lluvia, nieve, rocío). 3) precipitación se recoge en arroyos/ríos → océanos/lagos → evaporación y ciclo reinicia.

Aplicaciones de la energía hidroeléctrica

Aplicaciones amplias: la electricidad es necesidad básica. Hidroelectricidad usada siglos para molinos y maquinaria industrial temprana. Hace miles de años para ruedas de paletas en ríos y moler grano. Hoy genera electricidad. EE. UU. genera más electricidad con hidroelectricidad que cualquier otra renovable. Usos comunes en países avanzados:

• Generación de electricidad limpia (uso principal).
• Beneficios empresariales: sitios hidroeléctricos buenos para ubicar grandes instalaciones por energía barata y abundante.
• Instalaciones recreativas: natación, pesca, navegación.
• Gestión de riesgo de inundaciones.
• Riego para agricultura.

Diagrama de energía hidroeléctrica:

Tipos de energía hidroeléctrica

Tres tipos, diseños distintos. Algunas usan presas, otras no.

Embalse (impoundment):

Comunes, instalación típica con gran sistema. Usan presa para almacenar agua de río en embalse que fluye por turbina para girarla. Eje de turbina rota generador → electricidad. Agua liberada para satisfacer demanda eléctrica o mantener nivel constante del embalse.

Derivación (diversion):

A veces llamada "run-of-river". Canaliza parte del río por canal o tubería forzada. Puede o no usar presa.

Bombeo reversible (pumped storage):

Funcionan como batería, almacenando electricidad como otras renovables (eólica, solar). Energía almacenada bombeando agua a embalse superior desde uno inferior. Cuando demanda baja, agua bombeada al superior almacenando energía. En demanda alta, agua liberada al inferior girando turbina → electricidad.

Centrales hidroeléctricas en varios tamaños:

Grande: capacidad >30 MW.

Pequeña: proyectos ≤10 MW.

Micro: capacidad ≤100 kW. Sistema pequeño/micro puede producir electricidad para casa, granja, rancho, aldea.

Funcionamiento de la energía hidroeléctrica

El agua se recibe/almacena a mayor elevación y se proyecta hacia abajo por tuberías/túneles grandes (tuberías forzadas) a menor elevación. La diferencia de elevación se llama "salto". Turbina al final de tuberías, gira al ser golpeada por agua cayendo. Turbina impulsa generadores, que convierten energía mecánica en electricidad. Transformadores convierten tensión alterna del generador a mayor tensión para transmisión a larga distancia.

Mira el video sobre funcionamiento de hidroelectricidad:

Ventajas y desventajas de la energía hidroeléctrica

Ventajas:

• Fuente de energía limpia.
• Amigable con el medio ambiente.
• No usa combustible.
• Fuente doméstica de energía.
• Depende del ciclo del agua.
• Renovable.
• Instalaciones pueden pasar de cero a máxima salida rápidamente.
• Energía de respaldo esencial en grandes apagones.
• Controla inundaciones, riego, suministro de agua.

Desventajas:

• Poblaciones de peces afectadas si no pueden migrar río arriba para desovar o río abajo al océano.
• Mantenimiento puede ser tedioso.
• Calidad y caudal del agua impactados.
• Niveles bajos de oxígeno disuelto en agua.
• Impactadas por sequía.
• Sin agua, no generan electricidad.
• Nuevas instalaciones impactan entorno local.

Conclusión

La energía hidroeléctrica es la obtenida de agua fluyente convertida en electricidad o para impulsar maquinaria. Electricidad de generadores impulsados por turbinas. Usada siglos para molinos y maquinaria temprana. EE. UU. genera más electricidad con hidroelectricidad que cualquier otra renovable. Se cubrieron definición, aplicaciones, diagrama, tipos, funcionamiento, ventajas, desventajas. ¡Espero que lo hayas aprovechado! Compártelo con otros estudiantes. ¡Gracias por leer, nos vemos la próxima vez!