Función de energía hidroeléctrica y sus usos

La energía hidroeléctrica es una fuente de energía renovable o de energía alternativa. Esta energía renovable explota la transformación de la energía potencial gravitacional, poseída por una cierta masa de agua a una cierta elevación, en energía cinética para superar una cierta diferencia de altura.

La energía mecánica obtenida puede ser utilizada directamente para girar el eje de una turbina o en alguna aplicación o máquina que funcione con energía hidroeléctrica. La más común es utilizar esta energía cinética para generar energía eléctrica. En este caso, hablamos de energía hidroeléctrica.

En la energía hidroeléctrica, la energía cinética se transforma finalmente en electricidad gracias a un alternador acoplado a una turbina. Este proceso se lleva a cabo en una central hidroeléctrica.

¿Cómo funciona la energía hidroeléctrica?

La energía hidroeléctrica proviene de ríos y lagos gracias a la creación de presas y conductos forzados. Existen varios tipos de centrales hidroeléctricas: en las regiones montañosas se utilizan centros de salto, que son grandes alturas de caída. En las plantas de agua fluida, por otro lado, se utilizan grandes masas de agua de río que superan pequeñas diferencias de altura.

El agua de un lago o de una cuenca artificial se transporta río abajo a través de tuberías forzadas, transformando así su energía potencial en presión y energía cinética gracias al distribuidor y a la turbina.energía hidroeléctrica

La energía mecánica se transforma a través del generador eléctrico, gracias al fenómeno de inducción electromagnética, en electricidad. La generación hidroeléctrica y las estaciones de bombeo se han establecido para almacenar energía y tenerla disponible en el momento de mayor demanda.

En las centrales hidroeléctricas bombeadas, el agua es bombeada a los tanques aguas arriba mediante el uso de energía producida y no requerida durante la noche. De esta manera, durante el día, cuando la demanda de electricidad es mayor, se pueden suministrar masas adicionales de agua. Estos sistemas de bombeo de agua permiten almacenar energía en tiempos de disponibilidad para ser utilizada en tiempos de necesidad.

A pesar de las considerables ventajas respecto a la contaminación, sin embargo, la construcción de presas y grandes cuencas o depósitos artificiales, con la inundación de grandes suelos, siempre y en todo caso provoca un cierto impacto ambiental que en casos severos puede provocar la alteración del ecosistema de la zona con grandes daños ambientales, como ocurrió con la gran presa de Asuán en Egipto, o riesgos hidrogeológicos como ocurrió en el desastre de Vajont.

La producción de energía hidroeléctrica también puede tener lugar mediante la explotación de las olas, las mareas y las corrientes marinas. En este caso, hablamos de la energía de las mareas o energía mareomotriz.

Uso de la energía hidroeléctrica

Existen diferentes maneras de aprovechar la energía hidroeléctrica.

Molinos de aguaUso de la energía hidroeléctrica Molinos de agua

Un molino de agua o molino de agua es un molino que utiliza energía hidroeléctrica. Es una estructura que utiliza una rueda hidráulica o una turbina de agua para impulsar un proceso mecánico como la molienda (molienda), el laminado o el martilleo.

Tales procesos son necesarios en la producción de muchos bienes materiales, incluyendo harina, madera, papel, textiles y muchos productos metálicos. Estos molinos de agua pueden ser de tipo gris, aserraderos, fábricas de papel, fábricas textiles, molinos de martilleo, molinos de martilleo, laminadores y trefilerías.

Una manera importante de clasificar los molinos de agua es por la orientación de las ruedas (vertical u horizontal), una accionada por una rueda hidráulica vertical a través de un mecanismo de engranajes, y la otra equipada con una rueda hidráulica horizontal sin tal mecanismo.

El primer tipo se puede dividir a su vez, dependiendo del lugar donde el agua golpea las palas de las ruedas, en molinos de rueda de agua de paso inferior, superior, superior, superior e inferior (backshot o tiro inverso). Otra forma de clasificar los molinos de agua es por un rasgo esencial de su ubicación: los molinos de marea utilizan el movimiento de la marea; los molinos de barco son molinos de agua a bordo (y que constituyen) un buque.

Hidroelectricidad

La hidroelectricidad es la aplicación de la energía hidroeléctrica para generar electricidad. Es el principal uso de la energía hidroeléctrica en la actualidad. Las centrales hidroeléctricas pueden incluir un embalse (generalmente creado por una presa) para explotar la energía de la caída del agua, o pueden utilizar la energía cinética del agua como en la hidroelectricidad corriente del río.

Las centrales hidroeléctricas pueden variar en tamaño, desde pequeñas plantas de tamaño comunitario (microhidráulicas) hasta plantas muy grandes que suministran energía a todo un país. A partir de 2019, las cinco centrales eléctricas más grandes del mundo son centrales hidroeléctricas convencionales con presas.

La hidroelectricidad también puede utilizarse para almacenar energía en forma de energía potencial entre dos embalses a diferentes alturas con la hidroelectricidad de almacenamiento por bombeo. El agua se bombea cuesta arriba a los embalses durante los períodos de baja demanda para ser liberada para su generación cuando la demanda es alta o la generación del sistema es baja.

Otras formas de generación de electricidad con energía hidroeléctrica son los generadores de corrientes mareomotrices que utilizan la energía de las mareas generada a partir de los océanos, los ríos y los sistemas de canales artificiales para generar electricidad.

Hidráulica de aire comprimido

Donde hay una cabeza abundante de agua se puede hacer para generar aire comprimido directamente sin partes móviles. En estos diseños, una columna de agua que cae se mezcla deliberadamente con burbujas de aire generadas por turbulencia o un reductor de presión venturi en la entrada de alto nivel.

Esto permite que caiga por un pozo a una cámara subterránea de techo alto donde el aire ahora comprimido se separa del agua y queda atrapado. La altura de la columna de agua que cae mantiene la compresión del aire en la parte superior de la cámara, mientras que una salida, sumergida por debajo del nivel del agua en la cámara, permite que el agua vuelva a fluir a la superficie a un nivel inferior al de la toma.Uso de la energía hidroeléctrica

Una salida separada en el techo de la cámara suministra el aire comprimido. En 1910 se construyó una instalación sobre este principio en el río Montreal, en Ragged Shutes, cerca de Cobalt, Ontario, y suministró 5.000 caballos de fuerza a las minas cercanas.

Cuenca hidroeléctrica

La cuenca hidroeléctrica se utiliza para recoger las aguas de un río en una cuenca artificial. El elemento principal de la cuenca hidroeléctrica es la presa. Gracias a la presa, es posible elevar la altitud del agua para utilizar posteriormente la diferencia de nivel para la generación de electricidad. En este caso, la energía hidroeléctrica se utiliza para generar energía eléctrica.

Desde la cuenca hasta la central donde se ubican los generadores, existe un conducto forzado para favorecer la velocidad de salida en los álabes de la turbina. Un conducto forzado es un tubo que tiene la abertura inicial ancha y el terminal estrecho.

Central hidroeléctrica

Una central hidroeléctrica es una serie de obras de ingeniería hidráulica situadas en una sucesión determinada, junto con una serie de máquinas adecuadas para obtener la producción de electricidad a partir de la energía hidroeléctrica. El agua es transportada a una o más turbinas que giran gracias a la presión del agua. Cada turbina está acoplada a un alternador que transforma el movimiento de rotación en energía eléctrica.

La explotación de la energía hidroeléctrica y la consiguiente producción de energía eléctrica no es constante en el tiempo. La explotación de esta energía depende del suministro de agua de la cuenca artificial, que a su vez depende del régimen afluente/fluvial y luego del régimen de precipitaciones de la zona de captación.

Una práctica muy extendida en la energía hidroeléctrica en algunos países/áreas es bombear agua en las presas hidroeléctricas por la noche cuando hay excedentes de energía y reutilizar la energía hidroeléctrica acumulada durante el día, cuando la demanda es mayor y por lo tanto el precio es mayor, obteniendo así un beneficio neto. Es una forma de almacenar energía eléctrica.