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La energía hidráulica (del griego: ὕδωρ, “agua”), también conocida como energía hidráulica, es el uso de agua que cae o corre rápidamente para producir electricidad o para hacer funcionar máquinas. Esto se consigue convirtiendo la energía potencial gravitatoria o cinética de una fuente de agua para producir energía[1] La energía hidráulica es un método de producción de energía sostenible.
Desde la antigüedad, la energía hidráulica procedente de los molinos de agua se ha utilizado como fuente de energía renovable para el riego y el funcionamiento de dispositivos mecánicos, como parrillas, aserraderos, fábricas textiles, martillos neumáticos, grúas de muelle, ascensores domésticos y molinos de mineral. El trompo, que produce aire comprimido a partir de la caída del agua, se utiliza a veces para alimentar otra maquinaria a distancia[2][1].
La energía hidráulica es una alternativa atractiva a los combustibles fósiles, ya que no produce directamente dióxido de carbono ni otros contaminantes atmosféricos y proporciona una fuente de energía relativamente constante. No obstante, tiene inconvenientes económicos, sociológicos y medioambientales y requiere una fuente de agua suficientemente energética, como un río o un lago elevado[3]. Instituciones internacionales como el Banco Mundial consideran la energía hidroeléctrica como un medio de desarrollo económico con bajas emisiones de carbono[4].
Energía hidroeléctrica
En la central, el agua fluye a través de una tubería -también conocida como tubería forzada- y luego hace girar las palas de una turbina, que a su vez hace girar un generador que finalmente produce electricidad. La mayoría de las instalaciones hidroeléctricas convencionales funcionan de este modo, incluidos los sistemas de agua corriente y los sistemas de almacenamiento por bombeo.
La WPTO anuncia los ocho ganadores de la primera fase del Premio a la Optimización de las Operaciones Hidroeléctricas (H2Os), que desafía a los innovadores a mejorar la tecnología hidroeléctrica con soluciones del siglo XXI. La segunda fase está abierta a la presentación de candidaturas.
La WPTO ha ampliado el plazo para los comentarios de la comunidad hidroeléctrica no federal sobre los datos del cambio climático y las necesidades de investigación para informar sobre la operación hidroeléctrica y la planificación de recursos. Las respuestas deben enviarse el lunes, 8 de agosto de 2022, antes de las 5 p.m. ET.
Durante la Semana de la Energía Hidráulica, que tuvo lugar del 5 al 7 de abril de 2022 en Washington, D.C., la Oficina de Tecnologías de la Energía Hidráulica lanzó dos concursos universitarios, un nuevo premio y una solicitud de información. Lea la recapitulación de estos anuncios existentes.
Energía hidroeléctrica en alta mar
El rápido aumento en muchas partes del mundo de la capacidad de generación por parte de fuentes de energía renovables intermitentes, sobre todo la eólica y la solar, ha supuesto un fuerte incentivo para desarrollar el almacenamiento de energía para la electricidad a gran escala. Debido a la creciente cuota anual (deseada o impuesta) de energía eléctrica procedente de tecnologías renovables sujetas a flujos de energía naturalmente fluctuantes (como la solar fotovoltaica y la eólica), caracterizadas por factores de carga relativamente bajos, se espera que las capacidades instaladas combinadas de esas tecnologías en el futuro sean mucho mayores que la demanda eléctrica máxima típica/convencional.*
* “La lamentable costumbre de algunos círculos de utilizar ciegamente la palabra ‘energía’ como sinónimo de ‘electricidad’ debe evitarse en el contexto del almacenamiento. La ‘potencia’ se carga en un dispositivo de almacenamiento o se descarga de él, pero es la ‘energía’ la que se almacena”. – Projected Costs of Generating Electricity 2020, International Energy Agency & Nuclear Energy Agency.
La medida en que se pueda desarrollar el almacenamiento de electricidad determinará el grado en que esas fuentes renovables intermitentes puedan desplazar a las fuentes despachables, tomando el excedente de energía en ocasiones y cubriendo las brechas de intermitencia. Hay cuestiones de escala – potencia y capacidad energética – que se indican a continuación en casos particulares. Además, una parte de la energía almacenada debe estar disponible en forma de electricidad durante días y semanas, aunque hay muchas posibilidades de almacenamiento a corto plazo en minutos y horas. La rentabilidad es clave, por lo que hay que determinar claramente tanto el valor como el coste para comparar las distintas tecnologías de almacenamiento eléctrico en una variedad de aplicaciones y servicios.
Cómo funciona la energía hidroeléctrica
La gente tiene una larga historia de uso de la fuerza del agua que fluye en arroyos y ríos para producir energía mecánica. La energía hidroeléctrica fue una de las primeras fuentes de energía utilizadas para la generación de electricidad, y hasta 2019, la energía hidroeléctrica fue la mayor fuente de generación total de electricidad renovable anual de Estados Unidos.
En 2021, la hidroelectricidad representó alrededor del 6,3% de la generación total de electricidad a escala de servicios públicos1 de Estados Unidos y el 31,5% de la generación total de electricidad renovable a escala de servicios públicos. La cuota de la hidroelectricidad en la generación total de electricidad en EE.UU. ha disminuido con el tiempo, principalmente debido al aumento de la generación de electricidad a partir de otras fuentes.
La cantidad de precipitaciones que se vierten en los ríos y arroyos de una zona geográfica determina la cantidad de agua disponible para producir energía hidroeléctrica. Las variaciones estacionales de las precipitaciones y los cambios a largo plazo en los patrones de precipitación, como las sequías, pueden tener grandes efectos en la disponibilidad de la producción hidroeléctrica.
Como la fuente de energía hidroeléctrica es el agua, las centrales hidroeléctricas suelen estar situadas en una fuente de agua o cerca de ella. El volumen del flujo de agua y el cambio en la elevación -o caída, y a menudo referido como cabeza- de un punto a otro determinan la cantidad de energía disponible en el agua en movimiento. En general, cuanto mayor sea el caudal de agua y la altura de elevación, más electricidad podrá producir una central hidroeléctrica.