La energía hidroeléctrica es una rama de la energía , un conjunto de grandes subsistemas naturales y artificiales que sirven para convertir la energía de un caudal de agua en energía eléctrica .
GOST 19431-84 “Energía y electrificación. Términos y definiciones” define la energía hidroeléctrica como una rama de la energía asociada con el uso de la energía mecánica de los recursos hídricos para producir energía eléctrica.
La energía eléctrica es generada por generadores eléctricos para:
Dentro de las fuentes de energía renovables en general y de la energía hidroeléctrica en particular, un lugar específico lo ocupan las centrales eléctricas que aprovechan la energía de las mareas, los reflujos y las corrientes oceánicas . La capacidad instalada de estas centrales al cierre de 2018 es de 519 MW
El concepto clave en la energía hidroeléctrica es el potencial hidroeléctrico . De acuerdo con las definiciones del WEC (Consejo Mundial de la Energía), el potencial hidroeléctrico se clasifica en potencial hidroeléctrico teórico bruto, potencial hidroeléctrico técnico total y potencial hidroeléctrico económico. [1] [2]
El rango de cambios en el potencial hidroeléctrico difiere significativamente según las regiones y países del mundo. Así, de acuerdo con los datos EES EAEC [3] , en las regiones del mundo, el máximo potencial hidroeléctrico teórico se encuentra en Asia y Oceanía (15606 TWh/año) y el mínimo en Oriente Medio (690 TWh/año).
Para los grandes países del mundo, la diferencia supera dos órdenes de magnitud, a saber: China - 6083 TWh / año (máximo) y Corea del Sur - 52 TWh / año (mínimo).
Una central hidroeléctrica (HPP) es una planta de energía que convierte la energía mecánica del agua en energía eléctrica. [una]
En la estructura de la capacidad instalada de las centrales eléctricas en las regiones del mundo al cierre de 2018, la participación de las centrales hidroeléctricas representa desde el 5,2% en Medio Oriente hasta casi el 51% en América Central y del Sur. El rango de cambio de esta participación en la estructura de la capacidad instalada de los países grandes, por ejemplo, Brasil: la participación de HPP alcanza el 63,7% y no hay HPP en Arabia Saudita. La mayor parte de las centrales hidroeléctricas en los países del mundo (179 países), que es casi el 100%, recae en Paraguay, donde la capacidad neta instalada de todas las centrales eléctricas es de 8761 MW, incluidas las centrales hidroeléctricas: 8760 MW.
Al cierre de 2018, la capacidad instalada de centrales hidroeléctricas en el mundo es de 1283,4 GW, incluidas las centrales de almacenamiento por bombeo.
Una estación de almacenamiento por bombeo (PSPP) se entiende como un conjunto de estructuras y equipos que realizan las funciones de acumular y generar energía eléctrica mediante el bombeo de agua desde la piscina inferior a la superior (modo de bombeo) y luego convertir la energía potencial del agua en energía eléctrica (modo turbina) [4] . De acuerdo con el glosario de la EIA , central hidroeléctrica de almacenamiento por bombeo (PSPP) se refiere a las centrales eléctricas que utilizan agua preinyectada a la piscina superior desde la inferior durante el período de caída del programa de carga y generan electricidad durante el período de carga máxima [ 5] .
A finales de 2018, la capacidad instalada de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo del mundo era de 109,1 GW
ventajas:
Defectos:
En 2006, la energía hidroeléctrica proporcionó la producción de hasta el 88% de las energías renovables y hasta el 20% de toda la electricidad del mundo, la capacidad hidroeléctrica instalada alcanzó los 777 GW.
Para 2020, la energía hidroeléctrica proporciona la producción de hasta el 41% de las renovables y hasta el 16,8% de toda la electricidad del mundo, la capacidad hidroeléctrica instalada alcanza los 1.170 GW. [6]
El líder absoluto en la producción de energía hidroeléctrica per cápita es Islandia . Además, este indicador es más alto en Noruega (la participación de las centrales hidroeléctricas en la generación total es del 98%), Canadá y Suecia . En Paraguay , el 100% de la energía producida proviene de centrales hidroeléctricas.
Los cinco principales países del mundo en términos de potencial hidroeléctrico técnico en 2008 fueron (en orden descendente): China, Rusia, EE. UU., Brasil y Canadá.
| País | Consumo hidroeléctrico en TWh |
|---|---|
| Porcelana | 585 |
| Canadá | 369 |
| Brasil | 364 |
| EE.UU | 251 |
| Rusia | 167 |
| Noruega | 140 |
| India | 116 |
| Venezuela | 87 |
| Japón | 69 |
| Suecia | 66 |
| Francia | 63 |
| Territorio | Potencia, GW |
|---|---|
| Porcelana | 370 |
| UE-27 | 152 |
| Brasil | 109 |
| EE.UU | 103 |
| Canadá | 81 |
| Rusia | 52 |
| India | 51 |
| Japón | cincuenta |
| Noruega | 33 |
| Pavo | 31 |
| Vietnam | Dieciocho |
| País | Generación, miles de kWh/persona |
|---|---|
| Islandia | 36,0 |
| Noruega | 26.2 |
| Canadá | 10.3 |
| Paraguay | 9.3 |
| Butano | 9.1 |
| Groenlandia | 7.1 |
| Nueva Zelanda | 4.9 |
| Suiza | 4.4 |
| Laos | 4.0 |
| Georgia | 2.5 |
| Albania | 2.1 |
La construcción hidroeléctrica más activa a principios de la década de 2000 la lleva a cabo China , para la cual la energía hidroeléctrica es la principal fuente potencial de energía. Hasta la mitad de las pequeñas centrales hidroeléctricas del mundo se encuentran en este país, así como la central hidroeléctrica más grande del mundo " Tres Gargantas " en el río Yangtze y la cascada HPP más grande en construcción. Un consorcio internacional planea construir una central hidroeléctrica " Gran Inga " aún más grande con una capacidad de 39 GW en el río Congo en la República Democrática del Congo (antiguo Zaire) .
Solo para el período de 1992 a 2018, hay cambios significativos en la estructura de la capacidad instalada de la central eléctrica del mundo (en adelante, el mundo incluye 179 países). La participación de la energía hidroeléctrica, incluidas las centrales hidroeléctricas (HPP) y las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo (PSPP), disminuyó del 23,3% (659,3 GW) en 1992 al 18,0% (1283,4 GW) a fines de 2018.
En 1878, el inglés William Armstrong utilizó por primera vez energía hidroeléctrica para generar electricidad para alimentar la única lámpara de arco eléctrico en su galería de arte. La primera planta de energía se inauguró en 1882 en el río Fox en Appleton, Wisconsin , EE. UU. Cinco años después, ya había 45 centrales hidroeléctricas en los EE. UU. y Canadá, y para 1889 - 200 [9] .
La más fiable es que la primera central hidroeléctrica de Rusia fue la central hidroeléctrica Berezovskaya (Zyryanovskaya), construida en Rudny Altai sobre el río Berezovka (un afluente del río Bukhtarma) en 1892 ; era una turbina de cuatro con una capacidad total de 200 kW y estaba destinada a proporcionar electricidad para el drenaje de la mina Zyryanovsky [10] . La HPP Nygrinskaya, que apareció en la provincia de Irkutsk en el río Nygri (un afluente del río Vacha ) en 1896, también afirma ser la primera. El equipo de potencia de la central constaba de dos turbinas de eje horizontal común, que hacían girar tres dínamos de 100 kW. La tensión primaria se convertía mediante cuatro transformadores de corriente trifásicos de hasta 10 kV y se transmitía a través de dos líneas de alta tensión a las minas vecinas. Estas fueron las primeras líneas eléctricas de alto voltaje en Rusia. Una línea (9 km de largo) se tendió a través del goltsy hasta la mina Negadanny , la otra (14 km) - por el valle Nygri hasta la desembocadura del manantial Sukhoi Log, donde operaba la mina Ivanovsky en esos años. En las minas, el voltaje se transformó a 220 V. Gracias a la electricidad de la HPP Nygrinskaya, se instalaron ascensores eléctricos en las minas. Además, se electrificó el ferrocarril minero, que servía para la exportación de roca estéril, que se convirtió en el primer ferrocarril electrificado de Rusia. [once]
En 1919, el Consejo de Trabajo y Defensa reconoció la construcción de las centrales hidroeléctricas Volkhov y Svir como objetos de importancia para la defensa. En el mismo año, comenzaron los preparativos para la construcción de la HPP Volkhovskaya, la primera de las centrales hidroeléctricas construidas según el plan GOELRO.
La primera etapa de construcción de la UHE [12]
| Área | Nombre | Potencia, miles de kW |
|---|---|---|
| Del Norte | Voljovskaya | treinta |
| Nizhnesvirskaya | 110 | |
| Verkhnesvirskaya | 140 | |
| Meridional | Alexandrovskaya | 200 |
| Ural | Chusovaya | 25 |
| caucásico | Kubán | 40 |
| Krasnodar | veinte | |
| Terskaya | 40 | |
| Siberia | Altai | 40 |
| Turquestán | Turquestán | 40 |
En el período soviético de desarrollo energético, se hizo hincapié en el papel especial del plan económico nacional unificado para la electrificación del país - GOELRO , que fue aprobado el 22 de diciembre de 1920. Este día fue declarado feriado profesional en la URSS - Día del Ingeniero de Energía . El capítulo hidroeléctrico del plan se llamó Electrificación y energía hidráulica. Señaló que las centrales hidroeléctricas pueden ser económicamente beneficiosas, principalmente en el caso de uso complejo: para generar electricidad, mejorar las condiciones de navegación o recuperación de terrenos . Se supuso que dentro de 10 a 15 años sería posible construir centrales hidroeléctricas en el país con una capacidad total de 21,254 mil caballos de fuerza (alrededor de 15 millones de kW), incluso en la parte europea de Rusia, con una capacidad de 7394, en Turkestán - 3020, en Siberia - 10,840 SL. Con. Para los próximos 10 años se planeó la construcción de UHE con una capacidad de 950.000 kW, sin embargo, a futuro se planeó construir diez UHE con una capacidad de trabajo total de las primeras etapas de 535.000 kW.
En 2020, la capacidad hidroeléctrica en Rusia fue de 51.811 MW. [ocho]
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