Energía hidroeléctrica

Imagen Central hidroeléctrica de agua fluyente

En este tipo de sistemas, transformamos la energía potencial de la que dispone a una masa de agua, en energía cinética al mover una turbina. Esta turbina acoplada a un generador, transformará la energía cinética en eléctrica.

Esta aplicación se trata de una de las más antiguas de la humanidad. Tal como la conocemos hoy para producción eléctrica, ya tiene más de un siglo de historia. Existen numerosas centrales hidroeléctricas de finales del siglo XIX y principios del XX, aún en perfecto estado de funcionamiento. Otras, tras ser abandonadas han sido rehabilitadas o pueden serlo. Pero los aprovechamientos hidroeléctricos han sido utilizados desde muy antiguo, como fuerza motriz de molinos, batanes, ferrerías y otros usos diversos.

Tanto las grandes centrales hidroeléctricas, como los sistemas de mini-hidráulica (sistemas de menos de 10 MW ), constituyen una de las fuentes de energía renovable más rentable, ya que la vida útil de las instalaciones se alarga mucho en el tiempo, pudiendo sobrepasar los 50 años, con unos costes de mantenimiento reducidos comparados con la producción. Además son muy eficientes, las turbinas utilizadas pueden alcanzar rendimientos del 80% y 90%. Esto hace que sea una de las energías con menor impacto ambiental durante su ciclo de vida completo.

A la hora de analizar los tipos de sistemas que podemos implantar, tenemos básicamente dos tipos:

• DE AGUA FLUYENTE:  cuando se desvía del rio una parte del agua hacia un canal con poca pendiente, para luego aprovechar la energía de la caída del agua, al bajar súbitamente en la tubería forzada.

/opencms/export/sites/default/Imagenes/Enciclopedia/HIDRO_hidroelectrica_pie_presa_UNESA.png Imagen ampliada Central hidroeléctrica a pie de presa. Fuente: UNESA

• A PIE DE PRESA:  cuando la obra de retención del agua, constituye un embalse con capacidad de almacenamiento y por tanto de regulación de la producción.

Si bien en el sistema de agua fluyente, estamos muy condicionados a los distintos caudales que presente estacionalmente el caudal de agua, en el caso de las instalaciones a pie de presa, el embalsamiento de una gran cantidad de agua, regula y mitiga este efecto estacional, con lo que la producción es más regulada, aunque implica otros problemas sobre todo de impacto medioambiental, debido a la obra civil que hay que acometer para realizar la misma. 

Pero en ambos sistemas, los dos factores condicionantes van a ser el caudal de agua y el desnivel existente entre la cámara de carga o toma de agua, y la sala de turbinas, y así, con las distintas combinaciones de estos factores, nos determinará la utilización de un tipo y otro de turbinas, que favorecerán una mayor producción, y que básicamente pueden ser de dos tipos:

Imagen Turbina Pelton. Fuente: e.on

A. De ACCIÓN: cuando la turbina sólo recibe energía cinética, ya que la energía potencial ya ha sido convertida en cinética en los componentes anteriores a la turbina (tubería forzada, toberas e inyectores), por lo que la presión a la entrada y salida de las cucharas (o alabes) es la misma e igual a la atmosférica. Dentro de este tipo se encuentran las turbinas:

 • Pelton: turbina de acción, se utilizan para una relación de salto o desnivel grande frente al caudal. 
 • De flujo cruzado u Ossberger: son de acción, del tipo de las ruedas americanas.

B. De REACCIÓN: cuando la turbina lo que recibe es la energía potencial de la masa de agua, por lo que la presión a la entrada y a la salida de la turbina, no es la misma. Dentro de este tipo se encuentran las turbinas:

 • Francis: turbina de reacción, estas turbinas pueden ser reversibles, pueden funcionar también como bombas.

• Kaplan y hélice: para relaciones de salto pequeñas y gran caudal

Una de las características de los sistemas a pie de presa, es que la producción puede regularse y entrar en funcionamiento en aquellos momentos en que la demanda eléctrica nacional es mayor, y por lo tanto la necesidad de energía es más urgente, ya que su producción es instantánea, frente a otro tipo de energías en las que se depende de otros factores, y su capacidad de reacción no es tan inmediata.

Las centrales reversibles, también denominadas de bombeo, son un ejemplo de máximo aprovechamiento de este tipo de sistemas, ya que, cuando la demanda energética lo solicita, funcionan como una central hidroeléctrica tradicional, pero cuando la demanda se reduce, parte de la energía generada, es reutilizada en la inversión de las turbinas, pasando a funcionar como bombas, bombeando el agua a un embalse artificial, que constituirá un acopio de energía disponible en cualquier momento, con lo que el resultado neto de energía se rentabiliza al máximo. 

Imagen 1)Turbina Kaplan 2)Turbina Francis

Un ejemplo de este tipo de centrales, la tenemos en nuestra Comunidad, siendo la segunda en importancia de España, estamos hablando de la central de 1.360 MW, que la empresa EON, dispone en San Miguel de Aguayo. El conjunto de las centrales hidroeléctricas de Aguayo-Torina es un caso especialmente interesante, no sólo desde el punto de vista de la evolución histórica de la energía y la electricidad, sino también, por su importancia para la red eléctrica. La central de Torina se puso en marcha en 1921 y ha estado desde entonces en funcionamiento. En los años 80 se amplia el embalse de Alsa y se pone en marcha la central de Aguayo que además de producir electricidad, durante la noche bombea agua al embalse en lo alto del Pico Jano, con la electricidad excedente del sistema eléctrico, principalmente la de la central nuclear de Garoña.  Actualmente se va a ampliar esta central, para aumentar la capacidad de regulación.
   

/opencms/export/sites/default/Imagenes/Enciclopedia/centralAguayo.jpg Imagen ampliada Central hidroeléctrica en San Miguel de Aguayo

Dado que estos sistemas de producción pueden ser aplicados tanto a grandes instalaciones de ámbito nacional, como a pequeñas generaciones privadas conectadas a red, tras salvar los problemas burocráticos de concesiones de las distintas Confederaciones Hidrográficas y gestiones Medioambientales, nos encontraremos con la misma problemática de regulación descrita en las instalaciones fotovoltaicas conectadas a red, en donde la normativa que regula la conexión de las instalaciones menores de 100 kW está actualmente en revisión, y se espera que el reglamento que resulte sea las haga más sencillas administrativamente y viables.