La energía hidroeléctrica es una de las fuentes más importantes de energía renovable. Está emitiendo muy débilmente gases de efecto invernadero.
Al igual que la energía eólica, que usa la fuerza del viento, la hidráulica es una energía primaria que usa la fuerza de los ríos .
Sin embargo, también es una energía permanente porque las corrientes nunca dejan de fluir.
El movimiento del agua permite girar una turbina que produce electricidad en las centrales hidráulicas .
Historia y origen de la energía hidroeléctrica
El agua ha sido la principal fuente de energía utilizada en la industria durante 4000 años.
La primera máquina construida para aprovechar la potencia hidráulica fue la rueda de paletas.
Ha pasado mucho tiempo desde que se conoce la energía hidráulica. Ella estuvo presente principalmente en el uso de molinos de agua .
En la antigüedad, los molinos de agua a lo largo de las vías navegables usaban esta energía para bombear agua, moler grano, martillar y muchos otros usos.
Durante el período preindustrial, este principio se perfeccionó para operar forjas, lana de tarjeta, pieles curtientes, etc.
Es al final de la 19 ºque la unidad hidráulica nace. Luego hace posible transformar la energía hidráulica en energía eléctrica.
Actualmente, la energía hidroeléctrica se utiliza principalmente para producir electricidad. Esto se llama energía hidroeléctrica.
Energía hidroeléctrica en el mundo
La energía hidroeléctrica es la primera energía renovable. Es decir, tiene el mejor nivel de producción.
Ocupa el tercer lugar como fuente de producción mundial de electricidad.
La energía hidroeléctrica es, por lo tanto, una fuente de electricidad estratégicamente importante para muchos países europeos.
Capacidad de producción e impacto ambiental
La producción promedio de energía hidroeléctrica es de 67 TWh por año , lo que representa el consumo de más de 9 millones de personas.
EDF es el mayor productor hidroeléctrico de la Unión Europea, con más de 20,000 MW de capacidad instalada en 435 sitios.
La energía hidroeléctrica tiene muchos impactos positivos en el medio ambiente.
Estos incluyen, en particular:
- Unas bajas emisiones de gases de efecto invernadero que son perjudiciales para el clima.
- Un equilibrio ecológico global más favorable durante el ciclo de vida,
- Contribución a la protección contra inundaciones a través del control de flujo,
- Creación de nuevos hábitats , así como un aumento en el atractivo turístico , etc.
Además, la energía hidroeléctrica sigue siendo la energía renovable más barata
Ya que el costo promedio de la energía hidroeléctrica varía entre 15 y 20 € por MWh, frente a 82 € el MWh para el viento en tierra.
El potencial hidráulico del futuro
La energía hidroeléctrica ofrece grandes perspectivas para el futuro. Es por esta razón que es parte de la energía renovable que se desarrollará en 2030 para reducir la reducción del consumo de energía para luchar contra el calentamiento global.
En el futuro, nuevas formas de explotar la energía hidroeléctrica son posibles.Son menos masivos y más respetuosos del medio ambiente. El primer proyecto es el pequeño hidráulico , es decir, las unidades de 0.1 a 10MW, o incluso pico-hidráulicas, que utilizan las corrientes naturales de los ríos y las ruedas simples para producir energía.
El segundo proyecto se refiere a las energías marinas, que también están disponibles en diversas formas, como la energía de las mareas o de las olas .
Los beneficios de la energía hidroeléctrica
Energía completamente controlada
Gracias a años de experiencia en transformar el poder del agua en energía, los humanos hemos aprendido a dominar esta forma subyacente y las diferentes maneras de transformarla.
Esta energía es limpia porque hoy sabemos cómo producirla sin rechazar nada dañino en la naturaleza. Hasta la fecha, es la energía más limpia conocida para producir electricidad a gran escala.
Devoluciones interesantes
Esta energía se basa en construcciones importantes capaces de producir grandes cantidades de energía. Por lo tanto, los rendimientos de una planta son importantes ya que estas plantas a menudo se ubican geográficamente en lugares de interés con accidentes geográficos que permiten grandes cascadas.
Flexibilidad de producción
El sistema de presas permite ajustar fácilmente la intensidad del flujo de agua y la producción final de energía. La energía hidráulica es perfectamente flexible y que es relativamente fácil para que las plantas se adaptan a las necesidades de la red con la decisión de abrir más o menos la presa en su lugar.
Seguridad absoluta
Debido a que no utiliza combustible fósil o de tipo nuclear, la energía hidroeléctrica es una de las energías más seguras en términos de producción.
No existe riesgo de explosión dentro de estas plantas y el costo de seguridad de estas plantas es mucho más bajo que el de una planta de energía nuclear, por ejemplo.
Las desventajas de la energía hidráulica
Inversiones pesadas
La inversión en una central hidroeléctrica es pesada en términos de cantidad. De hecho, la construcción de una presa de largo alcance segura y sostenible requiere importantes costos de ingeniería civil.
Impactos ambientales a la construcción
La construcción de una planta de energía hidráulica puede tener un efecto indeseable para el entorno en el que se encuentra. De hecho, construir una presa en medio de un curso de agua requiere una intervención humana significativa que perturba el ecosistema natural.
Además, la estación de energía hidráulica requiere la construcción de redes de líneas eléctricas cerca de la producción.
Estas construcciones pueden tener un impacto en el paisaje y el costo general de la instalación, integrando las nuevas carreteras para construir y los postes de soporte de los cables eléctricos.
El riesgo de la sequía
Dado que el poder subyacente de la energía hidroeléctrica es el agua, está claro que una posible sequía puede tener un impacto altamente negativo en toda la producción.
Por lo tanto, incluso si esta energía es particularmente controlable, el hecho es que el riesgo de sequía no es muy predecible y que este último puede causar un cese total de la producción de energía y perturbar significativamente la red de energía del país. .
La necesidad de tener un terreno adecuado
La energía hidráulica se basa en la necesidad de alivio de la intensidad del agua es importante. De hecho, esta producción de energía debe ubicarse en relieves montañosos donde los ríos pueden tener caídas significativas y donde las corrientes marinas son particularmente fuertes.
La mayoría de los lugares que pueden ser explotados por energía hidráulica ya han sido equipados.
La Energía hidroelectrica
El desarrollo de la energía hidroeléctrica
En la historia se dice que la central hidroeléctrica se fundó en el año 1880 en Northumberland, Gran Bretaña.
El resurgimiento de la energía hidráulica se ocasiono también por el desarrollo del generador eléctrico, continúo con el desarrollo de la turbina hidráulica y debido a la crecida petición de electricidad a los inicios del siglo XX.
En el año 1920 las centrales hidroeléctricas fabricaban ya una gran parte importante de la produccion total de electricidad.
La tecnología de las principales instauraciones se ha mantenido igual durante el siglo XX. Las centrales necesitan de un gran embalse de agua contenido por una presa.
Este caudal de agua se verifica y se puede continuar de manera persistente. El agua se propulsa por unos acueductos o tuberías forzadas, constatados con válvulas y turbinas para acoplar el flujo del agua con respecto a la demanda de electricidad.
El agua que ingresa en la turbina y pasa por los canales de descarga. Los generadores están situados exactamente encima de las turbinas y adaptados con árboles verticales.
El planteo con las turbinas depende mucho del caudal de agua; las turbinas Francis se aplican para los caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales.
Si bien la energía hidroeléctrica es una tecnología verificada y madura, sigue evolucionando y ampliando su espectro de aplicación, por ejemplo mediante el incremento de tecnologías menos costosas para aplicaciones de pequeña capacidad y baja la cota.
De modo que se pueda permitir la explotación de los ríos más pequeños y embalses menos profundos.
Las tecnologías hidrocinéticas están siendo amplificadas para no necesitar una carga hidráulica, sino que se extraiga la energía de los flujos de agua en los ríos y vías fluviales.
Los sistemas mas reducidos menos de 20 MW ahora nos ofrecen una mayor oportunidad de facilitar una fuente de energía fiable, flexible y que tenga un costo competitivo, con un escaso impacto ambiental.
Estos sistemas de escala reducida están haciendo una colaboración cada vez mayor hacia las nuevas instauraciones de energías renovables en muchas regiones del mundo, especialmente en las regiones rurales o las que están remotas, donde otras fuentes convencionales de energía es de menos disponibilidad.
Los pequeños sistemas pueden estar afiliados con una presa y el depósito de acumulamiento o puede estar localizado en una corriente en circulación que transforma una pequeña turbina para crear electricidad renovable.
La capacidad de energía fabricada a partir de estos sistemas depende de la velocidad de flujo del río y el volumen de agua que haya en el río.
Muchas plantas de energía hidroeléctrica edificadas hace 50 a 100 años todavía siguen funcionando al día de hoy. La energía hidroeléctrica es la más verificada, eficaz, flexible y confiable de electricidad basado en los más de cien años de experiencia.
Mejoras y adaptación pueden fácilmente alargar la vida útil de las plantas que colaboran al bajo precio de la electricidad en centrales hidroeléctricas.
Los creados de equipos están combatiendo por una mayor eficiencia, confiabilidad y longevidad a través del diseño computacional de fluidos dinámicos, también los avanzados procesos de producción y nuevos materiales.
Sistemas de almacenamiento por Bombeo: El almacenamiento por bombeo esta integrado con dos depósitos. En los momentos de menor demanda, por lo general cuando es de noche, la electricidad colabora a bombear el agua desde la parte inferior de la cuenca hacia la parte alta.
Luego, esta agua se libera para fabricar energía en un momento en que la exija, y por lo tanto el precio, es alto. Aunque no es rigurosamente una energía renovable (a causa de su necesidad de la electricidad), El almacenamiento por bombeo es muy buena para aumentar la eficiencia energética en general.
Sistemas de Pasada: Las centrales de pasada emplean esquemas, aprovechan el flujo natural de un río, donde un vertedero puede acrecentar la continuidad del flujo.
Estos dos sistemas, de acumulamiento y de pasada, pueden ser esquemas de desvío, donde el agua se orienta a partir de un río, lago o embalse para una central eléctrica a distancia, que incluye la turbina y el generador.
La energía hidroeléctrica abastece cerca del 20% de la electricidad mundial
- La energía hidroeléctrica provee alrededor del 20% de la electricidad mundial, proporción que se ha sostenido estable desde la década del año 1990.
- El aprovechamiento de fuentes de energía renovables ha incrementado en todo el mundo con avances técnicos que les han dejado hacer disminuir los costos.
- Se tiene estimaciones que las fuentes de energía renovables por sí solas no serán capacitadas para saldar el gran incremento de la demanda energética a lo largo del año 2030, la extracción de los combustibles fósiles y el crecimiento de la energía nuclear seguirán aumentando en paralelo al igual que lo hará el impacto sobre los recursos hídricos y el medio ambiente.
- Conforme lo dicho por la Agencia Internacional de Energía, la fabricación de electricidad mediante energía hidroeléctrica y otras fuentes de energías renovables aumentara a un ritmo anual del 1,7% desde el año 2004 hasta el año 2030, con un aumento global del 60% al llegar al 2030.
- El crecimiento de la energía hidroeléctrica se verá limitado por un par factores principales. El primero de ellos es de mucha sencillez como el potencial geofísico y espacial disponible para nuevas instauraciones de energía hidroeléctrica.
- El segundo abarca restricciones tales como la extensión de inversión metiendo también la disponibilidad de fondos y los choques sociales y ambientales que implican las grandes represas, así como la polémica que se produce en torno a las mismas.
- Todo esto, en conjunto, muestra por qué se ha explotado tan poco el potencial hidroeléctrico en los países que siguen en desarrollo.
¿Cuándo se comenzó a emplear la energía hidroeléctrica?
La edificación de las primeras centrales de energía hidráulica para fabricación de electricidad se halla prácticamente ligada en el tiempo al propio comienzo de la industria eléctrica.
En el año 1882 apenas tres años después de que Thomas Edison tuviera el descubrimiento de la primera lámpara eléctrica de carácter práctico para el alumbrado se puso en marcha en Appleton Wisconsin, Estados Unidos la principal central hidroeléctrica del mundo para servicio comercial.
Se dice que esta central, que sólo era capaz de nutrir 250 lámparas de incandescencia, supuso el primer paso tecnológico para poder emplear también el agua como fuente de energía eléctrica.
Las primeras centrales hidroeléctricas españolas fueron edificadas a finales del siglo XIX.
Buena porción de la fase inicial del desarrollo eléctrico español estuvo ligado a la expansión de este modelo de instauraciones, como lo demuestra el hecho de que en el año 1901 el 40% de las centrales eléctricas existentes en la nación fuera de modelo hidroeléctrico.
Asimismo, el desarrollo hidroeléctrico topaba en el siglo XIX con una importante obstaculo. Dado que la electricidad era fabricada en forma de corriente constante, no era posible su traslado a larga distancia.
En efecto, la posición de las centrales hidroeléctricas edificadas en este tiempo estuvo fuertemente limitado por la coincidencia en un idéntico lugar de un salto de agua y de un centro de consumo.
En otros términos, sólo ser podían ser utilizados aquellos recursos hidroeléctricos que se encontraban próximos a los centros de consumo, por lo que en algunos casos el emplazamiento de los requerimientos hidráulicos definió la localización de algunas empresas.
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