La energía hidroeléctrica por bombeo es un tipo de almacenamiento de energía hidroeléctrica. Se trata de una configuración de dos embalses de agua a diferentes alturas que pueden generar energía cuando el agua baja de uno a otro, por descarga, pasando por una turbina.
Este tipo de central eléctrica cuenta con dos embalses a distinta altura que permiten almacenar el agua en los momentos de menor demanda y aprovecharla para generar energía en las horas de mayor consumo para satisfacer toda la demanda eléctrica.
La energía hidroeléctrica por bombeo (PSH) actúa de forma similar a una batería gigante, ya que puede almacenar energía y liberarla cuando sea necesario. El sistema también necesita energía cuando bombea el agua de vuelta al embalse superior (recarga).
La tecnología hidroeléctrica de bombeo es actualmente el sistema más eficiente para almacenar energía a gran escala. Es más rentable y aporta estabilidad, seguridad y sostenibilidad al sistema eléctrico, al generar gran cantidad de energía con un tiempo de respuesta muy rápido y sin crear ningún tipo de emisión a la atmósfera.
Los primeros casos conocidos de utilización de la energía hidráulica por bombeo se dieron en Italia y Suiza en la década de 1890, y la energía hidráulica por bombeo se utilizó por primera vez en Estados Unidos en 1930.
Ahora, las instalaciones de PSH se encuentran en todo el mundo. Según la edición de 2021 del Informe sobre el Mercado de la Energía Hidráulica, los PSH representan actualmente el 95% de todo el almacenamiento de energía a escala de servicios en Estados Unidos.
EE. UU. cuenta actualmente con 43 plantas de PSH y tiene el potencial de añadir suficientes plantas nuevas de PSH para más que duplicar su capacidad actual.
La mayor hidroeléctrica de bombeo de Europa es La Muela II, en el embalse de Cortes de Pallàs, en la margen derecha del río Júcar. Su producción anual ronda los 800 gigavatios hora (GWh), suficiente para atender el consumo eléctrico de casi 200.000 hogares
¿Cómo funciona?
En las horas valle, generalmente durante la noche en los días laborables y los fines de semana, se usa la energía sobrante, que además en esas horas tiene un costo más bajo en el mercado, para elevar el agua contenida en el embalse situado en el nivel más bajo (1) al depósito superior por medio de una bomba hidráulica que hace subir el agua a través de una tubería forzada (2) y de la galería de conducción. El embalse superior (3) actúa, así, como un depósito de almacenamiento.
Figura 1. Diagrama de una central hidroeléctrica de bombeo
Durante las horas pico, es decir, durante el día, la central de bombeo funciona como una planta hidroeléctrica convencional: el agua acumulada en el embalse superior cerrado por una presa (4) se envía por la galería de conducción (5) al embalse inferior. En este salto, el agua pasa por la tubería forzada, en la que adquiere energía cinética que se transforma en energía mecánica rotatoria en la turbina hidráulica (6). A su vez, esta se convierte ya en energía eléctrica de media tensión y alta intensidad en el generador (7). Para la regulación de las presiones del agua entre las conducciones anteriores se construye en ocasiones una chimenea de equilibrio (8).
El paso siguiente son los transformadores (9), que envían la electricidad producida en la central por las líneas de transporte de alta tensión hasta llegar a los hogares e industrias de la red eléctrica (10) que la consumen.
Por su parte, el agua, una vez generada la electricidad, cae por el canal de desagüe (11) hasta el embalse inferior, donde queda de nuevo almacenada.
Por todo ello, las centrales hidroeléctricas de bombeo son eficientes en el almacenamiento de energía, suponen una solución de larga duración, favorecen la integración de las energías renovables en el sistema y ofrecen una gran rentabilidad.
Centrales hidroeléctricas de ciclo abierto frente a las de ciclo cerrado
Las centrales hidroeléctricas de bombeo pueden ser de ciclo abierto o cerrado. Las centrales hidroeléctricas de ciclo abierto tienen una conexión hidrológica permanente con una masa de agua natural. En las centrales hidroeléctricas de ciclo cerrado, los embalses no están conectados a una masa de agua exterior.
Figura 2. Centrales hidroeléctricas de ciclo abierto y de ciclo cerrado.
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