Pequeña hidroeléctrica

Tipos de hidroeléctrica pequeña

El término "hidroelectricidad" se refiere a la energía generada cuando las corrientes de agua mueven palas tipo hélice dentro de una turbina. Esta energía produce electricidad o potencia. La generación de electricidad a pequeña escala a partir de agua corriente generalmente se puede clasificar en dos tipos:

• Sistema de energía hidroeléctrica

  Un tipo general de pequeña central hidroeléctrica. Un ejemplo es un sistema de generador microhidroélectrico. Normalmente requiere una configuración e inversión mínimas. Puede utilizarse independientemente de las redes eléctricas regionales o nacionales. Las personas pueden confiar en él completamente independientes de los proveedores externos. Los sistemas de energía hidroeléctrica pequeños pueden ubicarse fácilmente en partes remotas del país, beneficiando directamente a las comunidades que viven allí. Este generador eléctrico a partir de agua corriente ofrece una excelente manera de suministrar energía eléctrica a las personas rurales que no tienen fácil acceso a la electricidad.

• Sistema microhidro conectado a la red

  Estos suelen tener una gran inversión inicial. Generalmente están diseñados para alimentar la electricidad producida a partir del movimiento del agua directamente a las redes de distribución de energía regional o nacional. La mayoría de los hogares y negocios en las partes urbanas del país dependen en gran medida de un suministro continuo e ininterrumpido de energía eléctrica. El sistema microhidro conectado a la red proporciona una fuente de energía adicional que puede ayudar a satisfacer la creciente demanda. Este sistema de generación de energía a partir del movimiento del agua también ofrece una forma rentable de producir electricidad que es sostenible a largo plazo.

Ambos sistemas están diseñados para convertir la energía cinética del agua corriente en energía eléctrica utilizando una turbina y un generador. La principal diferencia entre ellos es que el sistema conectado a la red suele ser más grande y está conectado a una red eléctrica más grande, mientras que el otro sistema puede utilizarse independientemente de cualquier red de distribución de electricidad.

Especificación y mantenimiento

Las especificaciones de las plantas hidroeléctricas a pequeña escala dependen del tipo, la ubicación de la fuente de agua, la altura disponible, el caudal y la capacidad de generación de energía. Estas son algunas especificaciones típicas asociadas con las plantas microhidroeléctricas:

• Capacidad de potencia

  La capacidad de generación de energía micro e mini hidroeléctrica normalmente varía desde unos pocos kilovatios (kW) hasta varios cientos de kilovatios. La capacidad real depende de la altura del agua y el caudal en el sitio.

• Altura del agua

  La altura del agua se refiere a la altura vertical del agua. Es la fuerza motriz para producir energía en una planta hidroeléctrica. La altura del agua de las plantas micro e mini hidroeléctricas normalmente fluctúa entre 2 metros y 300 metros.

• Caudal

  El caudal es el volumen de agua que pasa a través de una sección específica por unidad de tiempo. Se puede medir en litros por segundo (l/s) o metros cúbicos por segundo (m3/s). Para las plantas hidroeléctricas a pequeña escala, el caudal típico es de 0,1 a 10 m3/s.

• Turbinas

  Las pequeñas plantas hidroeléctricas suelen adoptar turbinas Pelton, Turgo, de flujo cruzado o Kaplan, que son adecuadas para diferentes alturas de agua y caudales. Por ejemplo, las turbinas Pelton y Turgo son adecuadas para alturas de agua más altas, mientras que las turbinas como Kaplan son para alturas más bajas.

• Generador

  Los generadores en los sistemas de energía hidroeléctrica pequeños convierten la energía mecánica en electricidad. Se consideran especificaciones como el tipo (generador sincrónico, generador asíncrono, etc.), la potencia nominal, la eficiencia y otras.

• Sistema de control de operación

  Esto incluye el controlador de operación, el sistema de monitoreo y otros. Estos sistemas ayudan a monitorear el estado de operación, los datos de generación de energía y los parámetros ambientales de las pequeñas plantas hidroeléctricas, asegurando la operación automatizada y el monitoreo remoto.

Mantenimiento

El mantenimiento adecuado de los sistemas de energía hidroeléctrica pequeños asegura su operación continua y estable. Aquí hay algunos consejos de mantenimiento para mantenerlos en buen estado:

• Inspección regular

  Realice inspecciones regulares de los componentes del sistema, como verificar los tornillos y las conexiones para asegurarse de que estén bien sujetos. También inspeccione el desgaste o el daño de la turbina, el generador, el sistema de transmisión y los componentes de sellado del equipo y reemplace o repare las piezas defectuosas a tiempo.

• Mantenimiento de lubricación

  Lubrique los cojinetes de la turbina, los componentes de transmisión y otras partes de acuerdo con los manuales de mantenimiento del equipo para reducir el desgaste y garantizar un funcionamiento suave.

• Limpieza

  Limpie el sistema de energía hidroeléctrica pequeño con regularidad; por ejemplo, elimine la arena, la grava y otros residuos de la entrada de agua o los canales para evitar obstrucciones o daños. Además, limpie y elimine la acumulación de incrustaciones en las palas de la turbina para mantener su eficiencia.

• Preste atención al medio ambiente

  Mantenga los alrededores del sistema de energía hidroeléctrica pequeño limpios y ordenados, manteniéndose alejado de materiales inflamables, basura o cualquier objeto que pueda causar obstrucciones o daños al sistema. También preste atención al control de inundaciones y el drenaje, manteniendo los canales de agua sin obstrucciones para evitar riesgos de inundación.

Escenarios

Las pequeñas plantas hidroeléctricas pueden producir electricidad limpia en varios lugares, incluidas las zonas rurales alejadas de las líneas de la red. Las casas o aldeas fuera de la red podrían instalar sistemas de mini hidroelectricidad para proporcionarles un suministro de energía independiente. A medida que se reduce el uso de madera para calefacción, la pequeña hidroelectricidad podría ser un sustituto sostenible.

Las plantas de mini hidroelectricidad también pueden mejorar los sistemas de red como fuentes adicionales. Aunque están conectadas a las redes, aún pueden servir como apoyo a las redes al generar energía eléctrica durante los picos cuando los niveles de agua son altos. Debido a sus cortos tiempos de respuesta, las pequeñas plantas hidroeléctricas pueden cambiar rápidamente la producción para satisfacer las demandas. Su flexibilidad las hace ideales para complementar la energía solar y eólica, cuya producción a veces fluctúa dependiendo del clima.

El turismo es otra industria que la pequeña hidroelectricidad puede ayudar. Las instalaciones se pueden integrar en sitios turísticos como senderos, cascadas o molinos antiguos. Los turistas se sentirán atraídos por el sitio y también aprenderán cómo se produce la electricidad limpia a partir del flujo de agua. Las empresas rurales que procesan productos agrícolas también podrían beneficiarse de la pequeña hidroelectricidad. Las plantas de mini hidroelectricidad podrían proporcionar energía de operación asequible para equipos mecánicos utilizados para procesar productos agrícolas como cereales, frutas y verduras. La electricidad generada localmente reduciría los costos de producción y mejoraría la sostenibilidad de la agroindustria rural.

Cómo elegir hidroeléctricas pequeñas

La elección de equipos de energía hidroeléctrica pequeña adecuados requiere una consideración cuidadosa de varios factores. Estos factores impactan la eficiencia, confiabilidad y sostenibilidad del sistema. Estos son algunos factores clave a considerar al seleccionar generadores hidroeléctricos pequeños:

• Evaluación del sitio

  El primer paso para elegir un generador hidroeléctrico pequeño es evaluar la viabilidad técnica, ambiental y económica de los posibles sitios hidroeléctricos. Se deben evaluar factores como el caudal, la altura y la topografía. El caudal es el volumen de agua que pasa a través de una sección del río por unidad de tiempo, mientras que la altura es la diferencia de altura entre los puntos aguas arriba y aguas abajo del río. Un sistema hidroeléctrico necesita un caudal mínimo y una altura para generar electricidad de manera efectiva.

• Opciones de tecnología

  Considere las tecnologías de generadores hidroeléctricos disponibles y su idoneidad para el sitio elegido. Los tipos de turbinas (Pelton, Francis, Kaplan) y las combinaciones de generadores deben coincidir con las características del sitio para maximizar la eficiencia de conversión de energía. Para sitios con una altura alta y un flujo bajo, las turbinas de impulso como Pelton son ideales. Las turbinas Francis se adaptan a sitios de altura media y flujo medio. Las turbinas Kaplan son adecuadas para sitios de baja altura y alto flujo.

• Capacidad y tamaño

  Los generadores hidroeléctricos pequeños vienen con diferentes capacidades. Determine las necesidades de energía estimando los requisitos de carga y considere la variación estacional de los caudales. Esto ayuda a elegir un generador que satisfaga las demandas de energía durante todo el año sin un sobredimensionamiento.

• Impacto ambiental

  Considere el efecto ambiental del generador hidroeléctrico pequeño y elija sistemas con bajos impactos ambientales. Los generadores con escaleras de peces promueven la biodiversidad. Elegir sistemas con una gestión adecuada del flujo de agua previene la erosión, la sedimentación y la contaminación del agua.

Preguntas y respuestas

P1: ¿Cuál es la diferencia entre la energía hidroeléctrica a gran escala y la energía hidroeléctrica a pequeña escala?

A1: En la energía hidroeléctrica a pequeña escala, la energía del agua corriente se utiliza a pequeña escala, como para aldeas o empresas individuales. La energía hidroeléctrica a gran escala utiliza mucho más flujo de agua, generalmente de ríos grandes, y construye grandes presas para crear electricidad para países enteros.

P2: ¿Puede la energía hidroeléctrica a pequeña escala producir electricidad siempre?

A2: No realmente; la energía hidroeléctrica a pequeña escala depende del flujo de agua. Si hay menos lluvia, los ríos podrían no fluir lo suficiente para generar electricidad. Durante las estaciones secas, podría ser más difícil para la hidroelectricidad a pequeña escala producir energía.

P3: ¿Cómo se compara la energía hidroeléctrica pequeña en costo con la energía solar y eólica?

A3: El costo de la energía hidroeléctrica pequeña es menor que los paneles solares y las pequeñas turbinas eólicas, lo que la convierte en una opción más asequible para generar electricidad. Las configuraciones de hidroelectricidad pequeñas también son más asequibles de mantener con el tiempo, en comparación con la energía solar y eólica, que tienden a necesitar mayores gastos de cuidado continuo.

P4: ¿Cuáles son algunos beneficios de la energía hidroeléctrica pequeña?

A4: La energía hidroeléctrica pequeña es ecológica, produce energía limpia sin contaminar el aire y emite muy pocos gases de efecto invernadero. Utiliza fuentes de agua locales, reduciendo la dependencia de combustibles fósiles distantes. Además, contribuye a combatir el cambio climático al reducir las emisiones de carbono.