Energía minihidráulica

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ENERGÍA MINIHIDRÁULICA
DESCRIPCIÓN
La energía minihidráulica (potencia inferior a 10 MW ) es aquella que se obtiene del
aprovechamiento de las energías cinética y potencial de la corriente de ríos y saltos
de agua. El agua mueve una turbina cuyo movimiento de rotación es transferido
mediante un eje a un generador de electricidad. <
PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS
Según su relación con la red eléctrica, se pueden distinguir dos tipos de sistemas
minihidráulicos:
•
Sistemas aislados: no conectados a la red eléctrica general siendo
habitualmente para autoabastecimiento con consumo reducido.
•
Sistemas conectados: conectados a la red eléctrica general en los que se
cede la energía sobrante del autoconsumo a la red.
Las centrales hidroeléctricas con una potencia instalada de menos de 10 MW son
conocidas como centrales minihidráulicas. Las centrales minihidráulicas están
formadas por las siguientes partes (Figura 1):
o Captación de caudal y canal de toma de agua.
o Cámara de carga: depósito de regulación de agua, entre el punto de llegada
del canal y el punto de salida del tubo de presión.
o Tubería de presión o tubería forzada desde la cámara de carga hasta la
turbina.
o Edificio donde se instala la turbina, el generador, los automatismos y otros
elementos auxiliares.
o Canal de aforo: conducción que devuelve al río el caudal de agua, una vez que
ha pasado por la turbina.
o Turbina: transforma la energía del agua en energía mecánica. Hay diversos
tipos, y la utilización depende del caudal y del salto previsto:
Turbina de acción: aprovecha únicamente la velocidad del agua. Este tipo de
turbinas se emplea, sobre todo, cuando hay saltos elevados y pequeño caudal.
Turbina de reacción: aprovecha tanto la velocidad del agua como la presión
que resta al flujo de agua al contactar.
o Generador eléctrico: encargado de transformar la energía mecánica de
rotación de la turbina en energía eléctrica.
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Figura 1. Componentes de una instalación minihidráulica (Fuente: Dirección General
de Industria, Energía y Minas de la Comunidad de Madrid, 2002)
VENTAJAS E INCONVENIENTES
Las principales ventajas de esta fuente de energía son las siguientes:
•
Es un recurso inagotable.
•
Energía limpia: No emite gases de efecto invernadero, ni origina lluvia ácida,
ni produce emisiones tóxicas.
•
Sus costes de explotación son bajos, y su mejora tecnológica hace que se
aprovechen de manera eficiente los recursos hidráulicos disponibles.
•
Este tipo de instalaciones supone una fuente de reactivación económica en
zonas usualmente aisladas y deprimidas, por los beneficios directos que
supone para las comunidades locales.
•
Producen energía eléctrica cerca del usuario.
•
Es un buen sistema de recuperación energética de otros sistemas en los que se
dispersa parte del agua en la salida para poder regular el caudal: acueductos
de agua industrial y potable, canales de reflujo para desbordamientos de
caudal, etc.
•
Trabaja a temperatura ambiente.
A pesar de que la energía minihidráulica es una energía no contaminante ya que no
necesita para su producción ninguna combustión ni generación de residuos, estos
sistemas pueden tener impactos negativos sobre el medioambiente. Por lo que es
importante que se preste especial atención al caudal ecológico del curso utilizado
para la producción eléctrica, para conservar el ecosistema fluvial y evitar
alteraciones en la flora y fauna del entorno.
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Por otro lado, su construcción y puesta en marcha requiere inversiones importantes,
siendo fundamental la iniciativa pública. Además, los emplazamientos en los que se
pueden construir instalaciones minihidráulicas en buenas condiciones económicas son
limitados. La energía minihidráulica, al igual que otras renovables, también depende
de las condiciones climáticas por lo que su aplicación puede resultar inviable en
determinados lugares en los que los recursos hídricos son escasos o en períodos de
sequía.
DISEÑO, CONSTRUCCIÓN Y/O APLICACIÓN
Los sistemas minihidráulicos pueden aplicarse en todos aquellos lugares donde exista
un curso de agua y un cierto desnivel (en los ríos y al pie de los embalses). Los
sistemas de potencia más reducida son los de implantación más sencilla, con un
menor impacto ambiental, y sirven principalmente para abastecer a zonas aisladas
donde existen dificultades para acceder a la red eléctrica general como, por
ejemplo, suministro de pequeñas comunidades locales, pequeñas industrias u hoteles
aislados.
Cuando el caudal y el desnivel son suficientes para el uso directo de la energía
producida, se pueden instalar pequeños grupos compactos turbina–generador, de
instalación sencilla, que exigen muy poca infraestructura hidráulica. Además de
cubrir los consumos eléctricos planteados, el excedente energético producido se
disipa en resistencias, que según el caso puede aprovecharse tanto para calefacción,
agua caliente sanitaria o cualquier otro uso.
El desarrollo, tanto de turbinas y generadores como de sistemas de control y
regulación, ha hecho posible que con pequeños desniveles e incluso caudales ínfimos
se pueda producir energía que, convenientemente acumulada, puede abastecer el
consumo requerido. Para este tipo de aprovechamiento son muy indicadas las
turbinas Pelton, Turgo y Banki. En la mayoría de los casos, estas turbinas son grupos
compactos turbina–generador, regulados por equipos que controlan la carga de los
acumuladores.
Para el uso en lugares aislados se usan picoturbinas que se construyen igual que las
microturbinas, bajando la potencia. Comercialmente se denominan microturbinas sin
distinguir entre las de más de o menos potencia. La picoturbinas permiten utilizar la
energía hidráulica de torrentes o arroyos suministrando electricidad a aplicaciones
autónomas de pequeña potencia, inferiores a 10.000 W. Este tipo de turbinas se
utilizan cuando hacen falta solo algunos kilovatios para alimentar una nevera, una
radio o la iluminación en una vivienda aislada. En este caso se puede insertar
directamente en el cauce de un pequeño curso de agua una turbina y un alternador
estancos y el cable de la energía eléctrica llegue directamente a la vivienda.
Otra posible alternativa es el uso de sistemas híbridos (sistema de dos o más formas
de generación energética), que aseguran un funcionamiento continuo siempre y
cuando tengan al apoyo de una fuente de energía convencional. Normalmente están
constituidos por una fuente de energía convencional y una alternativa, pero también
pueden usar dos fuentes alternativas. Estas instalaciones son complementadas con
unas baterías de almacenaje y unos rectificadores de potencia para obtener una
señal de mayor calidad que se adapta a los estándares.
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REFERENCIAS TÉCNICAS
Fundación MAPFRE y AEDHE Guía de uso industrial y comunitario de Energías
Renovables. 222 pp.
Varios autores (2008) Manual de eficiencia energética. Escuela de Negocios (EOI) y
Centro de Eficiencia Energética de Gas Natural Fenosa. 329 pp
Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid (FENERCOM) (2005) Energía
Hidráulica. Colección "Energías Renovables para todos". 19 pp.
Dirección General de Industria, Energía y Minas de la Comunidad de Madrid (2002)
Minihidráulica: El recorrido de la energía. E.i.S.E. Domènech, S.A. 10 pp.
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