Energía Hidráulica

Entre las energías renovables más utilizadas a nivel mundial se encuentra la energía hidráulica, hidroeléctrica o hidroenergía. Representando un 6.4% de la generación total de energía a nivel mundial [1], más que todas las otras energías renovables combinadas, con una producción de más de 4,355 TeraWatt hora [2].

Gracias a su variedad de tamaños, formas y diseños, sumada a sus bajas emisiones de carbono, ha sido ampliamente utilizada en todo el mundo. Muchos países dependen hasta en un 90% en este tipo de producción de energía [3]. En este trabajo, destacaremos algunas de sus principales características.

Gracias al principio de inducción electromagnética, y a la tecnología desarrollada en base a ella, los generadores producen electricidad alterna. Casi toda la producción eléctrica se hace de esta forma, usando turbinas, y la hidroeléctrica no es una excepción. Al hacer pasar el agua por la turbina, este moverá sus aspas que harán el efecto de la inducción y producirán electricidad. Desviando cursos de agua o creando grandes reservorios de la misma, nos permite explorar diversas formas de utilizar esta tecnología: desde las grandes represas con turbinas enormes para alimentar ciudades enteras hasta las pequeñas ruedas de paletas que se ponen en el río que dan electricidad a pequeñas comunidades rurales [3]. Esto nos permite obtener energía de manera descentralizada y accesible, con costos reducidos y de manera segura y consistente [4].

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Además, aprovechando como funciona, es posible utilizar esta tecnología como complemento de otras energías renovables y descarbonizar la red eléctrica. Su flexibilidad ha permitido crear sistemas de almacenamiento de energía hidroeléctrica, que nos permite guardar energía para su posterior utilización [5][6]. En combinación con otras energías renovables, de producción variable, esta tecnología se puede utilizar como una presa reversible: Cuando hay exceso de producción se bombea agua hacia la presa (por ejemplo, sol extremo en una planta solar) y cuando hay escasez de producción se descarga haciendo funcionar una turbina (por ejemplo, de noche o cuando está nublado) [5][6]. Así se puede asegurar estabilidad y flexibilidad en el sistema de red eléctrica, utilizando las presas como baterías enormes que cargan y descargan según la necesidad de la red.

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El mayor inconveniente que genera este tipo de energía es el impacto ambiental de las instalaciones asociadas: desde daños a los sedimentos de los sitios donde se emplazan las plantas generadoras [7] hasta el impacto en sistemas ecológicos e hidrológicos que pueden significar un aumento de las emisiones totales de carbono [8]. Sin embargo, nuevas investigaciones científicas y desarrollo de ingeniería están creando soluciones para estos problemas, no solo minimizando el impacto al medio ambiente [9] sino que aumentando la eficiencia de la planta y su potencial sustentable [10].

Autor; Ira Lobos

Editado por Pablo Seldner

Referencias

1. BP Statistical Review of World Energy 2020. https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2020-full-report.pdf

2. Ritchie, H., & Roser, M. (2020). Energy. Our World in Data. - "Renewable Energy". Published online at OurWorldInData.org. Retrieved from: https://ourworldindata.org/renewable-energy [Online Resource]

3. Okot, D. K. (2013). Review of small hydropower technology. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 26, 515-520.

4. Bilgili, M., Bilirgen, H., Ozbek, A., Ekinci, F., & Demirdelen, T. (2018). The role of hydropower installations for sustainable energy development in Turkey and the world. Renewable Energy, 126, 755-764.

5. Rehman, S., Al-Hadhrami, L. M., & Alam, M. M. (2015). Pumped hydro energy storage system: A technological review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 44, 586-598.

6. Barbour, E., Wilson, I. G., Radcliffe, J., Ding, Y., & Li, Y. (2016). A review of pumped hydro energy storage development in significant international electricity markets. Renewable and sustainable energy reviews, 61, 421-432.

7. Hauer, C., Wagner, B., Aigner, J., Holzapfel, P., Flödl, P., Liedermann, M., ... & Habersack, H. (2018). State of the art, shortcomings and future challenges for a sustainable sediment management in hydropower: A review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 98, 40-55.

8. Lu, S., Dai, W., Tang, Y., & Guo, M. (2020). A review of the impact of hydropower reservoirs on global climate change. Science of The Total Environment, 711, 134996.

9. Yu, Z., Zhang, J., Zhao, J., Peng, W., Fu, Y., Wang, Q., & Zhang, Y. (2021). A new method for calculating the downstream ecological flow of diversion-type small hydropower stations. Ecological Indicators, 125, 107530.

10. Ding, Z., Fang, G., Wen, X., Tan, Q., Huang, X., Lei, X., ... & Quan, J. (2018). A novel operation chart for cascade hydropower system to alleviate ecological degradation in hydrological extremes. Ecological Modelling, 384, 10-22.