Generador hidráulico de 1 kW
Las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía de la caída del agua para generar electricidad. Una turbina convierte la energía cinética del agua en energía mecánica. A continuación, un generador convierte la energía mecánica de la turbina en energía eléctrica.
Supongamos que en su zona hay una pequeña presa que no se utiliza para producir electricidad. Tal vez la presa se utilice para suministrar agua para regar tierras de cultivo o tal vez se construyó para hacer un lago de recreo. Como hemos explicado antes, hay que saber dos cosas:
Lo bien que la turbina y el generador convierten la fuerza del agua que cae en energía eléctrica. En las centrales hidroeléctricas más antiguas y mal mantenidas, este porcentaje puede ser del 60% (0,60), mientras que en las más nuevas y bien gestionadas puede llegar al 90% (0,90).
El consumo medio anual de energía residencial en Estados Unidos es de unos 3.000 kilovatios-hora por persona. Así que podemos calcular a cuántas personas podría abastecer nuestra presa dividiendo la producción anual de energía por 3.000.
Turbina generadora de agua
¿Cómo se obtiene electricidad del agua? En realidad, las centrales hidroeléctricas y las de carbón producen electricidad de forma similar. En ambos casos se utiliza una fuente de energía para hacer girar una pieza similar a una hélice llamada turbina.
¿Cómo se obtiene electricidad del agua? En realidad, las centrales hidroeléctricas y las de carbón producen electricidad de manera similar. En ambos casos, se utiliza una fuente de energía para hacer girar una pieza similar a una hélice llamada turbina, que a su vez hace girar un eje metálico en un generador eléctrico, que es el motor que produce la electricidad. Una central eléctrica de carbón utiliza vapor para hacer girar los álabes de la turbina, mientras que una central hidroeléctrica utiliza agua que cae para hacer girar la turbina. Los resultados son los mismos.
La teoría consiste en construir una presa en un gran río que tenga un gran desnivel (no hay muchas centrales hidroeléctricas en Kansas o Florida). La presa almacena mucha agua detrás en el embalse. Cerca de la parte inferior del muro de la presa está la toma de agua. La gravedad hace que caiga por la tubería forzada del interior de la presa. Al final de la tubería forzada hay una turbina que gira gracias al agua en movimiento. El eje de la turbina sube hasta el generador, que produce la energía. Al generador están conectados los cables que llevan la electricidad a tu casa y a la mina. El agua sigue pasando por la hélice a través del canal de desagüe hasta el río, más allá de la presa. Por cierto, ¡no es buena idea jugar en el agua justo debajo de una presa cuando se suelta agua!
Central hidroeléctrica
La energía hidráulica, también conocida como energía hidroeléctrica, se genera transformando en energía eléctrica la energía potencial existente entre dos masas de agua situadas a distinta altitud o elevación. Para aprovechar este desnivel se construyen infraestructuras hidráulicas que permiten extraer el máximo potencial de este recurso autóctono. El resultado es una energía renovable y limpia, ya que evita el uso de combustibles fósiles y reduce las emisiones de dióxido de carbono, limitando la contaminación y el efecto invernadero.
Los seres humanos han aprovechado la fuerza de las corrientes fluviales durante siglos, utilizando norias giradas por los ríos para moler grano e incluso para fabricar telas. La energía hidroeléctrica se convirtió en una fuente de electricidad a finales del siglo XIX, después de que el ingeniero británico-estadounidense James Francis construyera la primera turbina hidráulica moderna. En 1882, la primera central hidroeléctrica del mundo empezó a funcionar en Appleton (Wisconsin, Estados Unidos).
Este tipo de central dispone de dos embalses a diferentes alturas que permiten almacenar agua en momentos de baja demanda y utilizarla para generar energía en momentos de alto consumo para satisfacer toda la demanda.
Turbina fluvial en venta
El Reino Unido genera actualmente (2011) alrededor del 1,5% de su electricidad a partir de sistemas hidroeléctricos. Aunque el potencial de desarrollo a gran escala es limitado, hay margen para explotar de forma sostenible los recursos hidroeléctricos a pequeña escala que nos quedan.
La energía hidroeléctrica es la energía derivada de la corriente de agua. Puede proceder de ríos o de instalaciones artificiales, en las que el agua fluye desde un embalse de gran altura hacia abajo a través de un túnel y se aleja de una presa.
Las turbinas situadas en el flujo de agua extraen su energía cinética y la convierten en energía mecánica. Esto hace que las turbinas giren a gran velocidad, impulsando un generador que convierte la energía mecánica en energía eléctrica.
Las centrales hidroeléctricas de pasada utilizan el caudal natural de un río, donde una presa puede mejorar la continuidad del flujo. Tanto los sistemas de almacenamiento como los de pasada pueden ser sistemas de desvío, en los que el agua se canaliza desde un río, lago o embalse hasta una central remota que contiene la turbina y el generador.
El almacenamiento por bombeo incorpora dos embalses. En momentos de baja demanda, generalmente por la noche, se utiliza electricidad para bombear agua del embalse inferior al superior. Esta agua se libera entonces para crear energía en un momento en que la demanda, y por tanto el precio, es alto. Aunque no se considera una energía renovable (por su dependencia de la electricidad), la acumulación por bombeo es muy buena para mejorar la eficiencia energética global.