La energía hidroeléctrica: la más antigua e importante energía renovable

Aunque las ventajas de la energía hidroeléctrica son muchas, la construcción de presas y lagos artificiales todavía tiene cierto impacto ambiental, que en los casos más graves también puede perturbar el ecosistema y provocar daños ambientales, recordemos la presa de Asuán en Egipto, o desastres como el de Vajont.

Centrales hidroeléctricas

La central hidroeléctrica es un conjunto de obras de ingeniería hidráulica que ve varias obras posicionadas una al lado de la otra, junto con maquinaria especial que sirve para obtener electricidad. El agua es transportada en turbinas que giran con el empuje del agua. Cada una de ellas está conectada a un alternador que transforma su rotación en energía. Todo depende del agua, por lo que la energía hidroeléctrica no es constante en el tiempo, sino que depende del suministro de la cuenca hidrográfica artificial, el régimen de los emisarios, es decir, los ríos, las precipitaciones. En algunos países el agua se bombea durante la noche cuando cuesta menos, y luego se usa durante el día, la ganancia no es indiferente.

Sistemas de flujo regulado

Sistemas de flujo regulado : Son los sistemas más poderosos y explotados, pero tienen una considerable huella ambiental. Estas plantas funcionan con un reservorio natural o artificial, es decir, lagos o embalses. En algunos casos son depósitos naturales en los que la capacidad se incrementa con los embalses. Este tipo de instalaciones pueden ser usadas como tanques de almacenamiento de energía, bombeando agua arriba y abajo.

Sistemas de agua fluida

Sistemas de agua fluida : Los sistemas de este tipo se utilizaron en particular en el siglo pasado, especialmente para operar máquinas herramientas y pequeños laboratorios. Hoy en día se usan mucho menos de lo que podrían ser y es una lástima porque el impacto ambiental sería menor. Estas plantas no tienen la posibilidad de regular los flujos de entrada, por lo que el caudal que se explota es el mismo que el del curso de agua. Como resultado, la turbina tiene una producción de energía con tiempos y modos que dependen de la disponibilidad de agua: si es escasa, la producción se detiene.

Sistemas de energía mareomotriz

Sistemas de energía mareomotriz : las olas, las mareas, las corrientes y la diferencia de temperatura entre la superficie y el fondo son todos elementos que pueden ser convertidos en energía. No hay muchas instalaciones de este tipo. En la Unión Europea hay 100 sitios, en España el importante está en el Estrecho de Messina. Explotar el movimiento de las olas del mar para obtener energía eléctrica es realmente ingenioso, así como explotar la brecha entre la marea alta y la marea baja. Es obvio que en este caso debe ser importante y por lo tanto las centrales eléctricas de este tipo sólo pueden ser construidas en áreas específicas.

Cómo es una central hidroeléctrica

Una central hidroeléctrica de flujo regulado consta de 5 elementos esenciales:

• un sistema de recolección de agua,
• una turbina, que transforma la energía potencial en energía mecánica
• un conducto
• un generador que convierte la energía mecánica en electricidad
• un sistema de control para regular el flujo de agua.

Una vez que el agua ha sido utilizada, es devuelta a su curso natural sin ningún cambio particular en sus propiedades físicas y químicas. El método de recolección es una presa, es decir, una presa que debe ser construida de acuerdo con reglas precisas de construcción y gestión. La legislación es muy compleja, según el Servicio Nacional de Represas. Sin embargo, el desbordamiento en la parte superior y la descarga en la parte inferior sirven para asegurar la gestión controlada de la masa de agua. Dependiendo de dónde se construya la presa, hay diferentes tipos.

Cuando el agua se ha recogido, se envía a la turbina con conductos, que son tuberías que se extienden desde el lugar de recogida hasta la central hidroeléctrica. Normalmente estos tubos son inclinados y están hechos de chapa de acero. Cada sección está cerrada por válvulas para permitir un cierre perfecto. La capacidad de la turbina depende del salto de agua y de la velocidad del flujo. El salto útil es la diferencia de altura entre el lugar donde se encuentra el agua inicialmente y el nivel de descarga. El caudal, por otro lado, es el volumen en metros cúbicos de agua que pasa por la tubería en un segundo. Las centrales eléctricas están equipadas con una estación de medición y los datos de flujo de los últimos años.

En cada turbina hay un elemento que se utiliza para introducir y distribuir el agua que conduce al impulsor, donde la energía potencial se transforma en energía mecánica. Dependiendo del salto hay turbinas de acción (hasta mil metros), es decir, que transforman la energía en el órgano de distribución, o turbinas de reacción (hasta 200n metros), que aprovechan la acción del impulsor. Las segundas tienen un mayor alcance. El generador, conectado al eje de la turbina, transforma la energía mecánica en electricidad.

Un generador consiste en un rotor móvil, en el que se instala un imán, y una sección fija, el estator. El campo magnético que se genera transmite la fuerza electromagnética a los bobinados de cobre del estator. Del generador siempre gracias a los cables de cobre sale energía eléctrica que se caracteriza por un voltaje de 5.000 voltios. Una vez que llega al transformador, el voltaje se eleva a 150.000 voltios. El sistema está controlado, protegido y funciona con un equipo electrónico muy preciso que bloquea el sistema en caso de situaciones anómalas o peligrosas.