Centrales hidroeléctricas reversibles

Sebastian Sibaja
Ingeniero Industrial-Eléctrico
Sunshine

 

En Costa Rica la mayor parte de la energía que consumimos es generada aprovechando la energía cinética del agua en movimiento. El agua cae desde una altura determinada para así poner en movimiento turbinas hidroeléctricas que convierten ese movimiento en energía mecánica. Gracias a un generador, la energía mecánica es transformada en energía eléctrica posibilitando su rápida distribución para así ser consumida en diferentes partes del territorio nacional.
Las represas hidroeléctricas tienen la ventaja de poder utilizar la energía potencial del agua almacenada cuando les sea necesario, cumpliendo así también la función de una batería.

En nuestro país la generación es dependiente y está directamente ligada a los ciclos de lluvia de cada región. Esto implica que no se posee la capacidad de intervenir en el estado de “carga” de un embalse; si vemos dichas instalaciones como una gran batería. Esto nos condiciona a ser sujetos a factores que no podemos cambiar. Nuestra red eléctrica está sujeta directamente a los cambios climáticos anuales de nuestra región, los cuales oscilan cada vez más por los efectos del calentamiento global.
Esta dependencia ha impulsado el ingenio humano a buscar soluciones que le den más independencia a las redes eléctricas que dependen en su mayor parte de un solo tipo de generación. Una de las soluciones es la generación diversificada de energías renovables. La cual pretende crear una red de diferentes energías, como la energía solar, la energía hidroeléctrica, la energía eólica y otras energías limpias, que se complementen gracias a una red inteligente. Estas redes tienen la ventaja de no estar completamente sujetas a los cambios de un solo factor climático.

Un ejemplo de los componentes de estas nuevas redes eléctricas es la central hidroeléctrica reversible. Este tipo de planta hidroeléctrica genera energía eléctrica del mismo modo que una represa hidroeléctrica, pero tiene la característica de poder ser “cargada” artificialmente, aumentando así su potencial eléctrico para uso posterior.

Esto es logrado con plantas de bombeo, que transportan agua de un embalse hacia la parte alta de la represa logrando así almacenar y aumentar la energía potencial de la represa. Cada vez que se bombea agua a una altura determinada, es necesario emplear energía para poder alimentar las bombas de agua. En la actualidad dichas bombas de agua tienen un rendimiento eléctrico que oscila el 50 %, lo que significa que la posterior conversión de esa energía potencial en energía hidroeléctrica está limitada a un coeficiente de rendimiento entre la energía empleada y la generada del 42 %. Esto limita el uso de dichas plantas hasta que las tecnologías de bombeo mejoren su rendimiento.

El uso más rentable es el almacenamiento de energía sobrante en la red mediante la conversión de energía eléctrica a energía potencial en un embalse, lo que se puede entender como el proceso de carga de una batería, pero en una dimensión masiva.

Para aclarar el funcionamiento de estas plantas, vamos a ilustrar una red eléctrica con generación diversificada:

Las ilustraciones muestran el potencial que tiene una red diversificada, ya que puede llegar a lograr una interconexión de diferentes procesos de transformación energética y así aumentar su robusticidad e independencia gracias a la interconexión de procesos de almacenamiento y distribución energética.

El mismo comportamiento planetario abastece diariamente los hemisferios periódicamente de energía solar. Usar las energías de acuerdo a su disponibilidad y generar energía cuando se necesita es adaptar el modelo eléctrico de una región a su posición geográfica, lo cual es una ventaja que nuestro país debería ejercitar.

Para terminar esta nota quiero citar a Charles-Louis de Secondat, mejor conocido como el Barón de Montesquieu: “Los países no están cultivados en razón de su fertilidad, sino en razón de su libertad”.

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