Llamamos energía hidráulica a la energía mecánica que tiene almacenada el agua. Esta energía puede estar acumulada en dos formas:
- Energía potencial que poseen las masas de agua embalsada por estar a una determinada altura.
- Energía cinética del agua debida a la velocidad con la que fluye por los cauces.
Centráles hidroeléctricas:
A partir de esta energía mecánica almacenada en el agua es posible producir energía eléctrica en las llamadas centrales hidroeléctricas.
Las centrales hidroeléctricas dependen de un gran embalse de agua
contenido por una
presa. A partir de estos embalses se genera un caudal de agua
controlado, que puede ser mantenido de forma casi
constante.
El agua se transporta a través de unas tuberías,
controladas con válvulas para adecuar el flujo de agua según la demanda
de electricidad. El agua hace girar una turbina y los generadores solidarios al eje de las turbinas,
al girar estas, giran también produciendo corriente eléctrica. Por último el agua sale
por los canales
de descarga.
Entre las características más importantes de estas instalaciones destacamos dos.
- Por un lado, funcionan con un elevado rendimiento en el proceso de transformación energética.
- Por otra parte, es muy sencillo adaptarlas rápidamente a las distintas variaciones de carga (cantidad de energía que se obtiene de la central) en función de la demanda de energía eléctrica que puede estar variando constantemente.
Ventajas y desventajas de una Centrál Hidroeléctrica:
Las ventajas de las centrales hidroeléctricas son:
- Utilizan una forma renovable de energía, repuesta por la naturaleza de manera gratuita.
- Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua.
- Control de riego e inundaciones y abastecimiento de agua.
- Los costos de mantenimiento y explotación son reducidos.
- Las instalaciones y equipos tienen una duración considerable.
- La turbina hidráulica es una máquina sencilla, eficiente y segura, muy rápida a la conexión y desconexión y requiere poca vigilancia.
Contra estas ventajas deben señalarse ciertos inconvenientes:
- Los costes de capital por kW instalado son elevados.
- El emplazamiento, está obligado por situaciones geográficas y puede estar lejos de los centros de consumo por lo que necesitan líneas de transporte.
- Se tarda más en construir que centrales térmicas equivalentes.
- La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en estación y de año en año.
- En la construcción del embalse se requiere la inundación de terrenos fértiles y núcleos habitados.
Tipos de Centrales Hidroeléctricas:
- Según como aprovechan la fuerza del agua:
- Centrales de agua fluyente: Se deriva hacia la central parte del caudal de agua, que es devuelta al río después de ser aprovechada para mover una turbina.
- Centrales de embalse: Se utilizan pantanos que acumulan agua. Esta agua posteriormente será utilizada para mover la turbina en la central que se encuentra a pie de la presa según las necesidades de producción energéticas.
- Según el tipo de turbinas que usan:
- Turbina Francis
- Turbina Kaplan
- Turbina Pelton
- Según la potencia que es posible obtener de las turbinas:
- Microcentrales, con potencias inferiores a 100 kW.
- Minicentrales, con potencias entre 100 kW y 10 MW.
- Centrales, con potencias superiores a 10 MW.
Potencia de una Central Hidroeléctrica
La potencia de estas centrales viene dada por:
P = Q ·g · h
P = potencia en W
Q= Caudal en m3/s
g= gravedad en m/s2
h= altura en metros
