Energía hidroeléctrica

El agua que fluye crea energía que puede ser capturada y convertida en electricidad. Esto se llama energía hidroeléctrica o hidroenergía.
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 cuchillas.
Las cuchillas giratorias hacen girar un generador que convierte la energía mecánica de la turbina giratoria en energía eléctrica. La cantidad de electricidad generada por cada planta de energía depende de la cantidad de agua que fluye y la altura desde la que cae.

Tipos de centrales hidroeléctricas

El tipo más común de central hidroeléctrica utiliza una presa en un río para almacenar agua en un embalse. El agua liberada del reservorio fluye a través de una turbina, girándola, lo que a su vez activa un generador para producir electricidad. Pero la energía hidroeléctrica no necesariamente requiere una gran represa. Algunas centrales hidroeléctricas solo 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. Esto significa que durante la noche, cuando la demanda de electricidad es baja, el agua se bombea hacia la presa para que pueda volver a liberarse al día siguiente cuando la demanda de electricidad sea mayor. La potencia se envía desde una red eléctrica a los generadores eléctricos. Luego, los generadores hacen girar las turbinas hacia atrás, lo que hace que las turbinas bombeen agua desde un río o un depósito 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.
Un sistema de energía pequeño o micro-hidroeléctrico puede producir suficiente electricidad para una casa o granja.
Dichos métodos convencionales ofrecen el potencial de electricidad de bajo costo, pero su producción depende de la época del año y de la precipitación anual. Por el contrario, los métodos de almacenamiento por bombeo se suelen utilizar para proporcionar energía durante períodos de máxima demanda con muy poca antelación y no dependen únicamente de la escorrentía. Los métodos de almacenamiento por bombeo incluyen tanto las tecnologías convencionales como las convencionales fuera de flujo modulares.

Tres tipos de instalaciones hidroeléctricas convencionales son:

1. Presas (estanques) que elevan el nivel del agua de un arroyo o río hasta una elevación necesaria para crear una diferencia de elevación suficiente. Las presas pueden construirse de tierra, concreto, acero o una combinación de dichos materiales. Las represas pueden crear beneficios secundarios como el control de inundaciones, oportunidades de recreación y almacenamiento de agua;
2. Desvío de agua o riachuelo que desvía el agua de un canal natural a un curso con una turbina, y luego, por lo general, devuelve el agua al canal corriente abajo de la turbina;
3. Instalación de almacenamiento por bombeo donde el agua se bombea durante los períodos de demanda fuera del pico desde un reservorio a una elevación más baja para su almacenamiento en un reservorio a una elevación más alta. Luego, la electricidad se genera durante los períodos de mayor demanda liberando el agua bombeada del depósito más alto y permitiendo que fluya cuesta abajo a través de la (s) turbina (s) hidráulica (s) conectada (s) a los generadores. Durante el ciclo de bombeo fuera de horas pico, la instalación de almacenamiento por bombeo es un consumidor de electricidad. De hecho, la cantidad de electricidad requerida para bombear el agua cuesta arriba es mayor que la cantidad de electricidad que se genera cuando el agua se libera durante los períodos de mayor demanda. Sin embargo, las instalaciones de almacenamiento por bombeo pueden ser económicas y beneficiosas para el sistema eléctrico porque consumen electricidad de bajo costo fuera de las horas pico y generan electricidad de alto valor en el pico.

Ejemplos de centrales hidroeléctricas en el mundo

Australia

El mayor generador hidroeléctrico de Australia es el sistema hidroeléctrico de Snowy Mountains, que tiene una capacidad de 3.800 megavatios, casi la mitad de la producción hidroeléctrica total del país. La construcción comenzó en 1949 y se inauguró en 1972, y abarca Nueva Gales del Sur y Victoria.
Con nueve centrales eléctricas, 16 represas y 145 kilómetros de túneles, es uno de los sistemas integrados de agua e hidroelectricidad más complejos del mundo.
Si bien el sistema hidroeléctrico de Snowy Mountains es el más grande, hay más de 100 centrales hidroeléctricas en operación en Australia. Por lo general, se ubican en áreas con alta precipitación y elevación, la mayoría en Nueva Gales del Sur, Victoria y Tasmania.

Argentina

El Complejo Hidroeléctrico Yacyretá, es un sistema de infraestructuras hidroeléctricas construídas entre Argentina y Paraguay sobre el curso del río Paraná. Es una de las mayores centrales hidroeléctricas de América Latina.
Yacyretá provee el 45% de la energía hidroeléctrica de Argentina. El tratado entre Argentina y Paraguay –por el cual los dos países se comprometieron a emprender conjuntamente la obra– fue firmado el 3 de diciembre de 1973 y se creó también la Entidad Binacional Yacyretá (EBY). La central hidroeléctrica Yaciretá fue construida “con el objetivo principal de proveer energía abundante, limpia, renovable, no contaminante y de bajo costo” según dice la web de la EBY.
El edificio de la casa de máquinas, donde se encuentran los 20 hidrogeneradores, tiene 70 metros de altura por 80 de ancho y 816 de largo, algo así como un edificio de 20 pisos con una superficie de 8 manzanas. Para la construcción de los 20 hidrogeneradores se utilizó más acero que en 70.000 automóviles grandes. Argentina tiene también casi una treintena de centrales hidroeléctricas desplegadas por todo el país como la Central de Salto Grande en la provincia de Entre Ríos en sociedad con Uruguay. Yacyretá alcanzó en 2016 una generación anual récord de más 21 millones de Megawatts/hora de energía lo cual permitió abastecer el 15% d la demanda de energía eléctrica del país.

California – Estados Unidos

La energía hidroeléctrica es una fuente importante de electricidad de California. En 2017, las centrales hidroeléctricas produjeron aproximadamente 43,333 megavatios-hora (MWH) de electricidad, o el 21 por ciento de la generación eléctrica total en el estado, frente al 14 por ciento en 2016. La cantidad de hidroelectricidad producida varía cada año y es en gran medida dependiente en la lluvia. Las instalaciones hidroeléctricas se dividen en dos categorías: Las instalaciones de más de 30 MW de capacidad de generación se llaman hidroeléctricas “grandes”. Las instalaciones menores de 30 MW de capacidad de generación se consideran hidroeléctricas “pequeñas”.
California tiene 269 plantas de generación hidroeléctrica, que están ubicadas principalmente en las cordilleras orientales y tienen una capacidad total de alrededor de 14,000 MW.

El Estado también importa aproximadamente el 15 por ciento de su electricidad de generación hidroeléctrica del Pacífico Noroeste y el Suroeste. Las centrales hidroeléctricas más grandes de California (como Shasta, Folsom y Oroville) son operadas por la Oficina de Reclamación de los Estados Unidos y el Departamento de Recursos Hídricos del Estado. Las centrales hidroeléctricas más pequeñas son operadas por empresas de servicios públicos, principalmente Southern California Edison, Pacific Gas and Electric Company y Sacramento Municipal Utility District.