Energia hidraulica

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de la energia hidraulica?

Las ventajas incluyen, entre otras:

• no usar combustibles naturales, ahorrándolos
• protección del medio ambiente por polvo y humos
• modularidad
• costos operativos mucho más bajos que en las plantas hidroeléctricas
• menores costos de generación de electricidad
• alta eficiencia
• Los edificios en cascada permiten un uso perfecto de la pendiente del río.
• obtener energía pico, no solo energía de flujo para los ríos de las llanuras
• mejorar las condiciones de envío
• obteniendo altas potencias debido a la suma de las cascadas

Las desventajas incluyen:

• interferencia con el medio ambiente natural, especialmente en el caso de una central eléctrica que genera un MW de energía
• gastos de inversión varias veces superiores a los de las centrales eléctricas tradicionales
• sedimentación del lecho del río
• causar perturbaciones sísmicas
• sedimentación de suspensiones: las suspensiones orgánicas que caen al fondo se fermentan
• reducción de la capacidad del reservorio por acumulación de sedimentos
• cambios en los niveles de agua que provocan fenómenos de deslizamientos de tierra
• ruido

Tipos de energia hidraulica

Existe una gran diversidad de instalaciones hidroeléctricas, dependiendo de su ubicación geográfica, el tipo de curso de agua, la altura de la caída, la naturaleza de la presa y su ubicación en relación a la central. .

Hay cuatro tipologías amplias de energía hidroeléctrica:

• Energía hidroeléctrica de pasada:  una instalación que canaliza el agua que fluye de un río a través de un canal o una tubería forzada para hacer girar una turbina. Normalmente, un proyecto de pasada tendrá poca o ninguna instalación de almacenamiento. El flujo de agua proporciona un suministro continuo de electricidad (carga base), con cierta flexibilidad de operación para las fluctuaciones diarias en la demanda a través del flujo de agua que está regulado por la instalación.
• Energía hidroeléctrica de almacenamiento: típicamente un gran sistema que utiliza una presa para almacenar agua en un depósito. La electricidad se produce al liberar agua del depósito a través de una turbina, que activa un generador. La energía hidroeléctrica de almacenamiento proporciona una carga base, así como la capacidad de apagarse y ponerse en marcha con poca antelación según las demandas del sistema (carga máxima). Puede ofrecer suficiente capacidad de almacenamiento para operar independientemente de la afluencia hidrológica durante muchas semanas o incluso meses.
• Energía hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo: proporciona suministro de carga máxima, aprovechando el agua que se cicla entre un depósito inferior y superior mediante bombas que utilizan el excedente de energía del sistema en momentos de baja demanda . Cuando la demanda de electricidad es alta, el agua se devuelve al depósito inferior a través de turbinas para producir electricidad.
• Energía hidroeléctrica costa afuera: un grupo de tecnologías menos establecido pero creciente que utiliza las corrientes de marea o el poder de las olas para generar electricidad a partir del agua de mar.

Estas tecnologías a menudo pueden superponerse. Por ejemplo, los proyectos de almacenamiento a menudo pueden incluir un elemento de bombeo para complementar el agua que fluye hacia el embalse de forma natural, y los proyectos de pasada pueden proporcionar cierta capacidad de almacenamiento.

¿Cuáles son las fuentes de energía hidráulica?

En el panorama de una sensibilidad cada vez más amplia de la opinión pública hacia las fuentes renovables, la distinción entre fuentes renovables clásicas y nuevas a menudo elude. Los primeros, representados por los sectores hidroeléctrico y geotérmico, representan en realidad uno de los métodos más antiguos de suministro y producción de energía; sin embargo, al igual que las “nuevas” fuentes, también se ven afectadas por un proceso de renovación muy tecnológica. importante.

Las clásicas fuentes renovables

Como ya se mencionó, las fuentes clásicas se han explotado para la producción de energía de diversas formas desde la antigüedad. En particular, la energía del agua siempre se ha utilizado para diversas actividades, como el funcionamiento mecánico de molinos. Al mismo tiempo, la energía geotérmica e hidráulica estuvo entre las primeras utilizadas para la producción de electricidad, a partir de la era industrial.

A pesar de su primacía cronológica sobre las fuentes renovables introducidas más recientemente, como la eólica y la solar, las fuentes clásicas continúan manteniendo una tasa de uso justa, también gracias al uso de nuevas tecnologías en su desarrollo y uso por parte de los ‘hombre. Además, los menores costos generales asociados con su explotación hacen que estas fuentes de energía sean particularmente adecuadas para satisfacer las necesidades energéticas de los países en desarrollo, ya que no requieren inversiones particulares o habilidades tecnológicas específicas, tanto para la construcción de las plantas relacionadas como para su mantenimiento.

Hoy también podríamos considerar clásica la producción de electricidad a través de plantas eólicas y solares . De hecho, su difusión se ha incrementado considerablemente, también gracias a su mejora, lo que los ha hecho más funcionales y eficientes. La peculiaridad de estas dos fuentes renovables, especialmente en lo que respecta a la solar, es que existen pequeñas plantas que se pueden instalar en edificios públicos o privados, permitiendo a los ciudadanos producir electricidad de forma independiente, aunque sea en cantidades menores que en las centrales eléctricas. .

Gracias a las mejoras técnicas y tecnológicas de estos sistemas se ha hecho posible proceder con la instalación doméstica . La eficacia de los paneles fotovoltaicos o los sistemas eólicos domésticos permite a los usuarios ahorrar y utilizar menos energía de las centrales eléctricas, a menudo de origen desconocido. Además, estas instalaciones tienen un impacto ambiental muy bajo.

Energía hidroeléctrica

Pasando a un examen más detallado de la fuente renovable históricamente más utilizada por el hombre, la hidroeléctrica, podemos comenzar resaltando que esta forma de energía se obtiene aprovechando el potencial de las masas de agua movidas por gravedad o transportadas en obras especiales construidas por hombre, gracias a presas, esclusas, canales y puentes.

En ambos casos, el agua se dirige para impulsar el movimiento mecánico de las turbinas , cuyo movimiento de rotación impulsa los alternadores: de esta manera, la energía potencial del agua que cae o en movimiento, convertida en energía mecánica en el momento que impulsa las turbinas, se convierte en energía eléctrica.

Más concretamente, la explotación de la energía cinética derivada del movimiento del agua tiene lugar en plantas especiales. Las centrales hidroeléctricas se construyen con diferentes mecanismos que inducen el movimiento del agua, como presas y canales , que luego se utilizan para impulsar turbinas, conectadas a un alternador, de modo que la energía producida se transforme en electricidad. En general, la operación de estas plantas se realiza de acuerdo con estos pasos:

• Fase 1 : el agua se recolecta en cuencas artificiales, presentes en las presas, también llamadas cuencas hidroeléctricas;
• Fase 2 : a partir de estas cuencas, el agua se dirige aguas abajo a través de tuberías especiales, donde alcanza velocidades muy altas;
• Fase 3 : el agua procedente de las tuberías pone en marcha un sistema de turbinas y los alternadores conectados a ellas transforman la energía cinética debida al movimiento de las turbinas en energía eléctrica.

La relativa sencillez de construcción de las centrales hidroeléctricas explica su enorme extensión por todo el planeta: incluso, en Italia, la hidroelectricidad representa alrededor del 15% de la producción nacional de energía, lo que confirma su importancia también en términos de sostenibilidad y eco- compatible. De hecho, desde el punto de vista del proceso de producción y, sobre todo, de las emisiones resultantes, la energía hidroeléctrica se encuentra entre las formas más limpias de suministro energético, con una tasa de renovabilidad potencialmente infinita.

Sin embargo, las plantas más eficientes aún tienen un impacto ambiental, en forma de construcción de presas y compuertas que alteran irreversiblemente el ecosistema. El ritmo tecnológico de esta fuente ha alcanzado niveles tales que en los últimos años se están estudiando algunos sistemas para establecer plantas en el mar, como los parques eólicos marinos, para aprovechar la energía hidráulica procedente de las olas de las corrientes marinas o mareas: en este caso, sin embargo, ya no hablamos de hidroelectricidad sino de energía mareomotriz.

Energía de las mareas

La energía mareomotriz es, junto con la energía hidroeléctrica, un tipo de energía renovable que, tras el renovado interés por estas fuentes de energía, está disfrutando de un éxito creciente. El término maremoto define la producción de energía que aprovecha los movimientos naturales del agua generados por las mareas, un fenómeno natural que -cada 28 días- se produce debido al efecto gravitacional del sol y la luna sobre la Tierra.

La producción de energía mareomotriz se produce de dos formas diferentes:

• Centrales mareomotrices : son sistemas de barrera, instalados en mar abierto o incluso a lo largo de ríos. Su funcionamiento se basa en el desplazamiento horizontal de las masas de agua durante la fase de pleamar. Las cuencas, artificiales o naturales, recogen el agua que luego se deja escurrir durante la marea baja, a través de tuberías que tienen turbinas internas. Estos últimos están conectados a generadores de corriente eléctrica, que transforman la energía cinética de las turbinas, producida por la presión y velocidad que adquiere el agua al pasar por las tuberías hidráulicas. El problema de este tipo de centrales eléctricas es que a pesar de utilizar una fuente renovable tienen un alto impacto ambiental y un costo muy elevado;
• Hidrogenadores : este sistema tiene un impacto mucho menor que las plantas de energía mareomotriz y tiene un precio mucho menor. Estas son turbinas flotantes, que se pueden colocar en aguas poco profundas, aguas altas o aguas medias. La turbina se mueve debido a las corrientes de agua produciendo energía cinética, que se convierte en energía eléctrica a través de un alternador. Sin embargo, su simple funcionamiento es muy eficaz, produciendo aproximadamente 3 kW de energía eléctrica por cada metro cuadrado de agua con una velocidad de 3 m / s.

En los últimos años se ha incrementado el cuidado del medio ambiente, lo que también ha llevado a una mayor atención a los procesos de producción de electricidad. Como resultado, la explotación del agua y sus movimientos se ha vuelto cada vez más importante. Para la protección del planeta es necesario que todos los procesos tengan cada vez menos impacto y, aunque aún quedan muchos pasos por dar, el creciente uso de fuentes de energía hidráulica indica que la industria energética va en la dirección correcta.

¿Cómo funciona la energia hidraulica?

Descubra cómo se puede utilizar el agua en movimiento para generar electricidad. A esto se le llama generación de energía hidroeléctrica.

Una central hidroeléctrica se compone principalmente de grandes tuberías denominadas compuertas , una turbina y un generador ; también puede incluir una presa. ¿Hay un obstáculo cerca de usted?

La energía potencial es energía almacenada. La energía cinética es la energía del movimiento. El agua del embalse es energía potencial. Cuando esta agua baja a la turbina, se convierte en energía cinética. El agua en movimiento hace girar la turbina; esto transforma la energía cinética en energía mecánica . La turbina está unida al rotor del generador.

A: embalse, B: central eléctrica, C: turbina, D: generador, E: canal de entrada, F: compuerta, G: líneas de alta tensión, H: río Las flechas indican el caudal de agua.

¿Cuánta energía produce una instalación hidroeléctrica? Depende principalmente de dos cosas:

1. la presión del agua en la turbina
2. el volumen de agua que fluye a través de la turbina

A veces, se construye una presa sobre los generadores para aumentar la presión del agua y controlar el volumen, todo con el fin de producir más energía.

La hidroelectricidad es un recurso renovable , ya que podemos utilizarla una y otra vez para generar electricidad. Pero la energía hidroeléctrica también tiene inconvenientes.

Las instalaciones hidroeléctricas desvían redes de agua natural. Esto tiene un impacto en el flujo del agua y, por lo tanto, puede modificar el ecosistema e, inevitablemente, la flora y fauna que allí habita.

Algunas instalaciones hidroeléctricas utilizan represas. El embalse detrás de una presa puede ser muy útil. Puede convertirse en fuente de agua potable o de riego en épocas de sequía, y también puede servir como cuenca apta para deportes acuáticos.

Sin embargo, la construcción de una presa también tiene desventajas. Las presas pueden provocar inundaciones en la tierra circundante. Si la tierra se inunda, la gente ya no puede cultivarla ni cazarla.

La afluencia de agua también puede dañar el ecosistema, por ejemplo provocando la pérdida de hábitats valiosos para ciertos animales o provocando cambios en el tipo de vida acuática de un medio ambiente.

Durante las inundaciones, el agua también puede pudrir la vegetación sumergida y esta descomposición produce un gas de efecto invernadero llamado metano .

Finalmente, si una presa hidráulica falla, el daño a los seres humanos y al medio ambiente natural puede ser desastroso.

La hidroelectricidad tiene muchas ventajas. ¡Pero también es importante evaluar los riesgos!