Los ríos fluyen a lo largo de miles de kilómetros, conteniendo una enorme cantidad de energía. El desarrollo y la utilización de la energía hídrica natural para generar electricidad se denominan energía hidroeléctrica. Los dos elementos básicos que constituyen la energía hidráulica son el caudal y la caída de presión. El caudal lo determina el propio río, y la tasa de utilización de la energía cinética al utilizar directamente el agua del río será muy baja, ya que es imposible llenar todo el tramo del río con turbinas hidráulicas.
El aprovechamiento hidráulico utiliza principalmente energía potencial, por lo que debe haber una disminución en su uso. Sin embargo, la caída natural de los ríos generalmente se forma gradualmente a lo largo del curso del río, y en distancias relativamente cortas, la caída natural del caudal es relativamente baja. Es necesario implementar medidas de ingeniería adecuadas para aumentar artificialmente la caída, es decir, concentrar la caída natural dispersa para formar una columna de agua aprovechable.
Ventajas de la energía hidroeléctrica
1. Regeneración de la energía del agua
La energía hídrica proviene de la escorrentía natural de los ríos, formada principalmente por gas natural y circulación hídrica. La circulación hídrica permite reciclar y reutilizar esta energía, por lo que se denomina "energía renovable". La "energía renovable" ocupa un lugar único en la construcción energética.
2. Los recursos hídricos pueden aprovecharse de forma integral
La energía hidroeléctrica aprovecha únicamente la energía del caudal y no consume agua. Por lo tanto, permite un uso integral de los recursos hídricos y, además de la generación de energía, permite aprovechar simultáneamente el control de inundaciones, el riego, el transporte marítimo, el abastecimiento de agua, la acuicultura, el turismo y otros aspectos, logrando así un desarrollo multiobjetivo.
3. Regulación de la energía hidráulica
La energía eléctrica no se puede almacenar, y la producción y el consumo se realizan simultáneamente. La energía hidráulica se puede almacenar en embalses, que se producen según las necesidades del sistema eléctrico. Los embalses actúan como almacenes de energía para el sistema eléctrico. La regulación de los embalses mejora la capacidad del sistema eléctrico para regular las cargas, aumentando la fiabilidad y la flexibilidad del suministro eléctrico.
4. Reversibilidad de la generación hidroeléctrica
Una turbina hidráulica que dirige el agua desde una zona alta a una baja puede generar electricidad y convertir la energía hídrica en energía eléctrica. A su vez, las masas de agua ubicadas en los niveles inferiores son absorbidas por bombas eléctricas y enviadas a embalses en los niveles superiores para su almacenamiento, convirtiendo la energía eléctrica en energía hídrica. El uso de la reversibilidad de la generación hidroeléctrica para construir centrales de almacenamiento por bombeo desempeña un papel fundamental en la mejora de la capacidad de regulación de la carga del sistema eléctrico.
5. Flexibilidad de operación de la unidad
Las unidades de generación de energía hidroeléctrica cuentan con equipos sencillos, un funcionamiento flexible y fiable, y son muy convenientes para aumentar o disminuir las cargas. Pueden arrancarse o detenerse rápidamente según las necesidades de los usuarios y son fáciles de automatizar. Son ideales para tareas de reducción de picos y modulación de frecuencia del sistema eléctrico, además de servir como reserva de emergencia, ajuste de carga y otras funciones. Pueden aumentar la fiabilidad del sistema eléctrico, con excelentes beneficios dinámicos. Las centrales hidroeléctricas son las principales portadoras de cargas dinámicas en el sistema eléctrico.
6. Bajo costo y alta eficiencia de la producción de energía hidroeléctrica.
La energía hidroeléctrica no consume combustible y no requiere una gran inversión de mano de obra ni de instalaciones para su explotación y transporte. El equipo es sencillo, con menos operadores, menos energía auxiliar, una larga vida útil y bajos costos de operación y mantenimiento. Por lo tanto, el costo de producción de energía eléctrica en las centrales hidroeléctricas es bajo, solo entre una quinta parte y una octava parte del de las centrales de combustibles fósiles. Además, la tasa de utilización de energía de las centrales hidroeléctricas es alta, superando el 85%, mientras que la de las centrales de combustibles fósiles es de tan solo alrededor del 40%.
7. Contribuye a mejorar el entorno ecológico.
La generación de energía hidroeléctrica no contamina el medio ambiente. La vasta superficie hídrica del embalse regula el microclima de la región y la distribución temporal y espacial del flujo de agua, lo que favorece la mejora del entorno ecológico de las zonas circundantes. En las centrales eléctricas de carbón, cada tonelada de carbón crudo debe emitir unos 30 kg de SO₂, y se emiten más de 30 kg de polvo particulado. Según las estadísticas de 50 centrales eléctricas de carbón grandes y medianas de todo el país, el 90 % de las centrales emiten SO₂ con una concentración superior a 860 mg/m₃, lo que supone una contaminación muy grave. En el mundo actual, donde se presta cada vez más atención a los problemas ambientales, acelerar la construcción de centrales hidroeléctricas y aumentar su proporción en China son de gran importancia para reducir la contaminación ambiental.
Desventajas de la energía hidroeléctrica
Gran inversión única: grandes obras de movimiento de tierras y hormigón para la construcción de centrales hidroeléctricas. Además, causará considerables pérdidas por inundaciones y requerirá el pago de enormes costos de reasentamiento. El período de construcción también es más largo que el de las centrales térmicas, lo que afecta la rotación de los fondos de construcción. Si bien parte de la inversión en proyectos de conservación de agua se comparte entre varios departamentos beneficiarios, la inversión por kilovatio de energía hidroeléctrica es mucho mayor que la de la energía térmica. Sin embargo, en operaciones futuras, los ahorros en los gastos operativos anuales se compensarán año tras año. El período máximo de compensación permitido está relacionado con el nivel de desarrollo del país y la política energética. Si el período de compensación es inferior al valor permitido, se considera razonable aumentar la capacidad instalada de la central hidroeléctrica.
Riesgo de falla: Debido a inundaciones, las presas bloquean grandes cantidades de agua, desastres naturales, daños antropogénicos y la calidad de la construcción, lo que puede tener consecuencias catastróficas para las zonas y la infraestructura aguas abajo. Estas fallas pueden afectar el suministro eléctrico, la fauna y la flora, y también causar pérdidas y víctimas significativas.
Daños al ecosistema: Los grandes embalses causan extensas inundaciones aguas arriba de las presas, destruyendo en ocasiones tierras bajas, bosques de valle y pastizales. Al mismo tiempo, también afectan el ecosistema acuático que rodea la planta. Tienen un impacto significativo en peces, aves acuáticas y otros animales.
Hora de publicación: 03-abr-2023
