Centrales Hidroeléctricas: Potencia, Estructura y Sostenibilidad Energética

Tipos y Funcionamiento de las Centrales Hidroeléctricas

Las centrales hidroeléctricas aprovechan la energía potencial del agua para generar electricidad. Se clasifican de diversas maneras, principalmente por su potencia y por la estructura de su emplazamiento.

Clasificación por Potencia

Según la potencia que generan, las centrales hidroeléctricas se dividen en:

• Microcentrales Hidráulicas: Su potencia está comprendida entre 250 kW y 5000 kW. Aprovechan el agua de pequeños ríos y fueron muy utilizadas en otro tiempo para abastecer de energía eléctrica a pequeños pueblos y fábricas situadas en sus cercanías.
• Macrocentrales o Centrales Hidroeléctricas: Son aquellas que generan una potencia superior a los 5000 kW. Se sitúan en cuencas de ríos caudalosos y se aprovechan para la producción de energía a gran escala.

Clasificación por Estructura y Emplazamiento

Otra forma de clasificación se basa en la estructura de la central, derivada de su propio emplazamiento. De acuerdo con este criterio, las centrales pueden ser:

• Centrales de Aprovechamiento por Derivación de las Aguas: Por medio de una pequeña presa se desvía el agua del río hacia un canal ligeramente inclinado que la conduce hasta un depósito que recibe el nombre de cámara de carga. Desde aquí, el agua se dirige a través de una tubería hasta la sala de máquinas, donde se obtiene la energía eléctrica. Al final, tras mover la turbina, el agua se conduce de nuevo al río por medio de un canal de descarga.
• Centrales de Aprovechamiento por Acumulación de las Aguas: En una zona apropiada del río se construye una presa, en la que el agua se acumula. A mitad de altura se encuentra la toma de agua. En la parte inferior, el agua se devuelve al curso del río, una vez que haya hecho girar la turbina.
• Centrales de Bombeo: Con ellas se logra un mayor aprovechamiento de la energía del agua. Cuando la demanda de energía es alta, el agua del embalse superior es conducida a través de las tuberías hasta la sala de máquinas de la central. Allí mueve los grupos turbina-alternador, originando una corriente alterna que, una vez transformada, se transporta mediante líneas de alta tensión hasta los centros de consumo, mientras que el agua llega a un embalse inferior en el que queda almacenada. Es decir, durante este período de tiempo, el funcionamiento de la central de bombeo es el mismo que el de una central hidroeléctrica cualquiera. Por el contrario, cuando la demanda de energía es baja, incluso trabajando al mínimo, la central produce más energía de la solicitada, y esta energía sobrante se aprovecha para bombear el agua, a través de las tuberías, desde el embalse inferior al superior. El bombeo del agua se puede realizar bien por los propios grupos turbina-alternador de la central, si están diseñados para funcionar reversiblemente, o bien por medio de un grupo motor-bomba adicional. De esta forma, se logra el máximo aprovechamiento del agua, cuya energía puede ser utilizada en los períodos de mayor demanda.

Tipos de Centrales de Bombeo

Las centrales de bombeo pueden ser de dos tipos:

• Centrales de Bombeo Puro: Desde el embalse inferior, situado en el cauce del río, se bombea agua hasta el embalse superior, que es artificial, pues a él no afluye río alguno. Este agua bombeada se conduce a la sala de máquinas y, tras mover el grupo turbina-alternador, pasa al embalse inferior.
• Central Mixta con Bombeo: Los dos embalses se sitúan en el cauce del río, de manera que la central puede funcionar indistintamente con bombeo previo y sin él. Se diferencia de la central de bombeo puro en que para producir energía no es preciso bombear agua al embalse superior, pues este se alimenta con la corriente del río. Y, por otra parte, se diferencia de una central hidroeléctrica cualquiera en que existe un embalse inferior y un grupo de bombeo. De esta forma, el agua se aprovecha al máximo, pues en las horas de menor demanda de energía eléctrica se utiliza el excedente de esta para bombear agua del embalse inferior al superior.

Ventajas e Inconvenientes de la Energía Hidroeléctrica

Las centrales hidroeléctricas ofrecen una serie de beneficios, pero también presentan algunas desventajas.

Ventajas

1. El proceso de transformación de la energía hidráulica en eléctrica es "limpio", es decir, no produce residuos ni da lugar a la emisión de gases o partículas sólidas que pudieran contaminar la atmósfera.
2. Las presas que se construyen para embalsar el agua permiten regular el caudal del río, evitando de esta forma inundaciones en épocas de crecida y haciendo posible el riego de las tierras bajas en los períodos de escasez de lluvias.
3. El agua embalsada puede servir para el abastecimiento a ciudades durante largos períodos de tiempo.
4. Los embalses suelen ser utilizados como zonas de recreo y esparcimiento, donde se pueden practicar una gran cantidad de deportes acuáticos: pesca, remo, vela, etc.

Inconvenientes

Los inconvenientes que presentan las centrales hidroeléctricas son: