ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
Las centrales hidroeléctricas convierten la energía cinética contenida en el agua que cae en electricidad. La energía en el agua que fluye se deriva en última instancia del sol y, por lo tanto, se renueva constantemente. La energía contenida en la luz solar evapora el agua de los océanos y la deposita en tierra en forma de lluvia. Las diferencias en la elevación de la tierra provocan la escorrentía de la lluvia y permiten que parte de la energía solar original sea capturada como energía hidroeléctrica.
Centrales Hidroeléctricas
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Las plantas de energía hidroeléctrica capturan la energía liberada por el agua que cae a través de una distancia vertical y transforman esta energía en electricidad útil. En general, el agua que cae se canaliza a través de una turbina que convierte la energía del agua en energía mecánica. La rotación de las turbinas de agua se transfiere a un generador que produce electricidad. La cantidad de electricidad que se puede generar en una planta hidroeléctrica depende de dos factores. Estos factores son (1) la distancia vertical a través de la cual cae el agua, llamada “cabeza”, y (2) el caudal, medido como volumen por unidad de tiempo. La electricidad producida es proporcional al producto de la cabeza y la velocidad de flujo. La siguiente es una ecuación que puede usarse para determinar aproximadamente la cantidad de electricidad que puede generar un sitio potencial de energía hidroeléctrica:
POTENCIA (kW) = 5.9 x FLUJO x CABEZA
En esta ecuación, FLOW se mide en metros cúbicos por segundo y HEAD se mide en metros.
Las centrales hidroeléctricas generalmente se pueden dividir en dos categorías:
- Cabeza alta
- Cabeza baja
Las plantas de energía de “cabeza alta” son las más comunes y generalmente utilizan una presa para almacenar agua a una elevación mayor. El uso de una presa para incautar agua también proporciona la capacidad de almacenar agua durante los períodos lluviosos y liberarla durante los períodos secos. Esto da como resultado una producción de electricidad consistente y confiable, capaz de satisfacer la demanda. Las cabezas para este tipo de planta de energía pueden ser mayores de 1000 m. La mayoría de las grandes instalaciones hidroeléctricas son de alta variedad. Las plantas de alta altura con almacenamiento son muy valiosas para las empresas eléctricas porque pueden ajustarse rápidamente para satisfacer la demanda eléctrica en un sistema de distribución.
Las plantas hidroeléctricas de “cabeza baja” son plantas de energía que generalmente utilizan cabezas de solo unos pocos metros o menos. Las plantas de energía de este tipo pueden utilizar una presa baja o vertedero para canalizar el agua, o ninguna presa y simplemente usar la “corriente del río”. El funcionamiento de las estaciones generadoras del río no puede almacenar agua, por lo tanto, su producción eléctrica varía con los flujos estacionales de agua en un río. Un gran volumen de agua debe pasar a través de las turbinas de una planta hidroeléctrica de baja altura para producir una cantidad útil de energía. Las instalaciones hidroeléctricas con una capacidad de menos de aproximadamente 25 MW (1 MW = 1,000,000 Watts) generalmente se denominan “pequeñas centrales hidroeléctricas”, aunque la tecnología hidroeléctrica es básicamente la misma independientemente de la capacidad de generación.
El “almacenamiento por bombeo” es otra forma de energía hidroeléctrica. Las instalaciones de almacenamiento por bombeo utilizan un exceso de capacidad del sistema eléctrico, generalmente disponible por la noche, para bombear agua de un depósito a otro en una elevación más alta. Durante los períodos de máxima demanda eléctrica, el agua del depósito superior se libera a través de turbinas al depósito inferior, y se produce electricidad. Aunque los sitios de almacenamiento por bombeo no son productores netos de electricidad, en realidad se necesita más electricidad para bombear el agua que la que se recupera cuando se libera, son una valiosa adición a los sistemas de suministro de electricidad. Su valor radica en su capacidad de almacenar electricidad para su uso en un momento posterior cuando se producen picos de demanda. El almacenamiento es aún más valioso si las fuentes intermitentes de electricidad, como la solar o la eólica, están conectadas a un sistema.
