A la pregunta de cómo funciona la energía hidroeléctrica, debes entender primero los fundamentos que trae este tipo de energía. La hidroelectricidad, o hidroenergía, es una forma de energía renovable, la cual usa el agua que se almacena en las represas. Así como la que fluye en los ríos para crear electricidad en las centrales hidroeléctricas.
Igualmente, el agua que cae hace girar las palas de una turbina. Estas palas hacen girar un generador que convierte la energía mecánica de la turbina giratoria en energía eléctrica propiamente dicha. Del mismo modo, la energía hidroeléctrica es un componente importante de la producción de electricidad en todo el mundo.
En otras palabras, las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía del agua en caída para producir electricidad. Es por esto que una turbina convierte la energía cinética del agua en energía mecánica. Acto seguido, un generador convierte la energía mecánica de la turbina en energía eléctrica.
En este sentido, las centrales hidroeléctricas varían en tamaño, desde las centrales micro hidroeléctricas, las cuales abastecen de energía a unos pocos hogares hasta las represas gigantes, como la represa Hoover (Estados Unidos) o la represa de Las Tres Gargantas (China), que proporcionan electricidad a millones de personas.
¿Cómo funciona la energía hidroeléctrica? Conoce las partes de una central hidroeléctrica
En primer lugar, se construye una represa en un lugar en donde se pueda controlar el nivel del agua y que este sea grande como para generar electricidad. La represa eleva el nivel del agua del río para crear la caída de agua. Del mismo modo, controla el flujo de agua y el embalse que se forma es, en efecto, energía potencial almacenada.
Otra parte son las turbinas; la fuerza del agua que cae empujando las palas de la turbina, hace que esta comience a girar. Es así como una turbina de agua es muy parecida a un molino de viento. Con la diferencia que la energía es proporcionada por la caída del agua en lugar del viento. Así, la turbina convierte la energía cinética del agua que cae en energía mecánica.
El generador; el cual está conectado a la turbina por medio de ejes y posiblemente engranajes, de modo que cuando la turbina gira hace que el generador también lo haga. De esta manera convierte la energía mecánica de la turbina en energía eléctrica propiamente dicha. Así, los generadores de las plantas hidroeléctricas, siempre funcionan de manera idéntica que los generadores de otras plantas generadoras de energía.
Por último, las líneas de transmisión conducen la electricidad desde la central hidroeléctrica hasta los hogares y los lugares en donde se necesite, tales como industrias, comercios, empresas, alumbrado público, entre otros.
¿Cuánta electricidad puede producir este tipo de energía?
La manera en como funciona la energía hidroeléctrica, depende de la cantidad de electricidad que produce una central hidroeléctrica depende de 2 factores:
El primero es la distancia a la que cae el agua. Cuanto más lejos caiga el agua, más energía tendrá. Por lo general, la distancia a la que cae el agua depende del tamaño de la represa. ¿Cómo funciona la energía hidroeléctrica? Pues mientras más alta es la represa, más lejos cae el agua y más potencia tiene.
Igualmente, los científicos y expertos dirían que la potencia del agua que cae es directamente proporcional a la distancia que también lo hace. Para que lo comprendas fácilmente, el agua que cae mucho más lejos, tiene mucha más energía.
El segundo factor es la cantidad de agua. Más agua cayendo por la turbina producirá más energía. Siguiendo esta línea, la cantidad de agua disponible depende de la cantidad que va fluyendo por el río y el embalse.
Por ello, los ríos más grandes tienen más agua que fluye (caudal) y pueden producir más energía. De cierto modo, la energía también es directamente proporcional al caudal del río. Por ello, un río con el doble de caudal que otro puede producir el doble de energía eléctrica.
¿Cómo funciona la energía eléctrica calculando la energía que produce?
Para saber cómo funciona la energía eléctrica añadiendo el factor de cuánta energía produce, no es tan difícil dilucidarlo. En primer lugar, debes suponer que, por ejemplo, hay una pequeña represa en la zona en donde vives que no se utiliza para producir electricidad. Tal vez dicha represa se utiliza para proporcionar agua y así regar las tierras de cultivo o tal vez se construyó para hacer un lago para el turismo y la recreación. Tal y como has leído líneas arriba, necesitas saber 2 aspectos:
La primera es hasta dónde cae el agua. Por ejemplo, si has hablado con la persona que opera la represa, te enteras de que la presa tiene 3 metros de altura, por lo que el agua cae 3 metros. La segunda, es la cantidad de agua que fluye en el río o embalse. Si te pones en contacto con un servicio geológico de tu país, o una agencia que mide el caudal de los ríos, te enteras de que la cantidad media de agua que fluye por nuestro río es de 500 pies cúbicos por segundo.
Ahora solo tienes que hacer un poco de matemáticas. Así pues, los especialistas han descubierto que puedes calcular la potencia de una represa mediante la siguiente fórmula:
Potencia = (Altura de la presa) x (Caudal del río) x (Eficiencia) / 11,8.
Recuerda que una persona promedio consume al menos unos 3 mil kilovatios – hora. De tal forma que, haciendo los cálculos, la represa del ejemplo (de tu zona) podría dar electricidad anual a unas 1000 personas al año.
La energía hidroeléctrica es limpia y un buen sustituto
Aunque la mayor parte de la energía en múltiples naciones se produce en plantas de combustibles fósiles y nucleares, la energía hidroeléctrica sigue siendo importante para la mayoría de las regiones en el planeta. Hoy en día, se instalan generadores gigantes de energía dentro de las represas.
De esta manera, el agua que fluye por las represas hace girar las palas de las turbinas, las cuales están hechas de metal en lugar de otros materiales. Estas palas y turbinas están conectadas a los generadores. Así se produce energía y se envía a los hogares y a diversos lugares comerciales.
¿Cómo es la distribución mundial de la energía hidroeléctrica?
De entrada, debes saber que la energía hidroeléctrica es la fuente de energía renovable más importante y más utilizada actualmente en el planeta. En este sentido, la energía hidroeléctrica representa alrededor del 20% de la producción total de electricidad a nivel mundial, según la Agencia Internacional de la Energía.
Cabe destacar que China es el mayor productor de este tipo de energía, seguido de Canadá, Brasil y Estados Unidos. Aunado a esto, quedan por desarrollar aproximadamente dos tercios del potencial económicamente viable de esta energía renovable. Es por ello que los recursos hidroeléctricos sin explotar siguen siendo abundantes en América Latina, África Central, India y China.
¿Cómo funciona la energía hidroeléctrica? Conoce algunas ventajas
La producción de electricidad mediante energía hidroeléctrica tiene algunas ventajas sobre otros métodos de producción de energía, sobre todo los que tienen que ver con combustibles fósiles. Así pues, echa un vistazo a las ventajas de esta importante fuente de energía.
- No hay ninguna quema de combustible, por lo que la contaminación es casi cero.
- El agua para el funcionamiento de la central eléctrica es suministrada por la naturaleza, sin ningún tipo de coste.
- La energía hidroeléctrica desempeña un papel importante en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero.
- Los costes de explotación y mantenimiento son relativamente bajos.
- La tecnología es fiable y está probada a lo largo del tiempo.
- Es renovable: las lluvias renuevan el agua del embalse, por lo que el combustible está casi siempre ahí.
Desventajas de las centrales eléctricas que utilizan carbón, petróleo y gas como combustible
El modo en cómo funciona la energía hidroeléctrica tiene que ver con el tipo de combustibles que utilizan para hacerlas funcionar. Por ello, algunas utilizan combustibles fósiles, presentando algunas desventajas para el medio ambiente y la sostenibilidad.
- Utilizan recursos naturales valiosos y no renovables.
- Pueden producir demasiada contaminación.
- Las compañías deben excavar la tierra o perforar pozos para obtener el carbón, el petróleo y el gas.
- En el caso de las plantas nucleares, hay problemas de eliminación de residuos.
- Elevados costes de inversión.
- Depende de las precipitaciones (lluvias).
- Pérdida del hábitat de la fauna, así como la pérdida o modificación del hábitat de los peces.
- En algunos casos, desplazamiento de poblaciones locales.
¿Es amigable la energía hidroeléctrica con el medio ambiente?
Debes tener en cuenta que la energía hidroeléctrica no es contaminante. Pero tiene impactos ambientales que deben ser considerados. Este tipo de energía no contamina el agua ni el aire. No obstante, las instalaciones hidroeléctricas pueden tener un gran impacto ambiental al cambiar el entorno y afectar el uso de los suelos, las viviendas y los hábitats naturales de la zona en la que se construye una represa.
La mayoría de las plantas hidroeléctricas tienen una represa y un embalse. Estas estructuras pueden obstruir la migración de los peces nativos y afectar a sus poblaciones. Igualmente, el funcionamiento de una central hidroeléctrica también puede cambiar la temperatura del agua y el caudal del río.
Estos cambios pueden perjudicar a las plantas y animales autóctonos del río y de la tierra circundante. Por ello, los embalses pueden cubrir las casas de las personas, zonas naturales importantes, terrenos agrícolas y yacimientos arqueológicos. Por esta razón, la construcción de represas puede requerir la reubicación de poblaciones enteras.
Además, se ha descubierto que el metano, un potente gas de efecto invernadero, también puede formarse en algunos embalses y emitirse a la atmósfera en pequeñas cantidades. ¿Quieres desarrollar proyectos energéticos verdes y absolutamente rentables? Con el Máster en Energías Renovables y Proyectos Energéticos podrás evaluar nuevas tecnologías en cuanto a energías limpias y proyectos sustentables.