04-02-2020 | Publicado por Joaquín Martí
A todos nos gustaría que la generación eléctrica fuera sostenible, limpia, segura, fiable y barata. No queremos consumir los recursos limitados de combustibles fósiles. No queremos emitir gases de efecto invernadero, ni producir residuos tóxicos, ni mucho menos poner en peligro la vida de nadie. Además, queremos que la energía esté disponible siempre que la precisemos y, por supuesto, no nos gustaría que costara una fortuna.
La conclusión inescapable es que resulta necesario almacenar energía para equilibrar la carga. Por un lado, la generación térmica en plantas de carbón o nucleares carece de flexibilidad para ajustarse a las variaciones diarias de la demanda. Por otro, las fuentes de energía renovables, como el viento y el sol, son naturalmente intermitentes. Y son contadas las alternativas para almacenar energía a escala industrial satisfaciendo los requisitos mencionados.
La generación hidráulica reversible consiste en almacenar energía en forma de energía potencial gravitatoria del agua, bombeándola desde un embalse a otro situado a una cota superior. Para el bombeo se suele usar energía sobrante de las horas valle, aunque pueden emplearse otras fuentes como la energía eólica. En los momentos de alta demanda, el agua almacenada circula por las turbinas para producir energía.
El rendimiento global del ciclo es normalmente del orden del 70%–80%. Aunque las pérdidas del proceso de bombeo hagan que la planta sea un consumidor neto de energía, el sistema es rentable porque se vende la energía en momentos de demanda alta, cuando los precios son elevados. De esa forma se almacena energía que proviene de fuentes intermitentes o de instalaciones de generación continua para usarla en períodos de alta demanda.
La hidráulica reversible constituye el sistema con mayor capacidad de almacenamiento existente en la red. En 2017 representaba más del 95% de la capacidad global de almacenamiento en el mundo, con una capacidad nominal global de 184 GW.
El emplazamiento de estas instalaciones es complejo porque debe combinar la disponibilidad de agua y la posibilidad de contar con dos embalses situados a elevaciones bastante diferentes; el tema tiende a complicarse aún más porque los parajes con esas características se ven a menudo afectados por limitaciones medioambientales.
La simulación no puede crear agua donde no la hay, ni diferencias de elevación en un terreno llano. Pero es sumamente útil para casi todo lo demás en relación con las centrales hidráulicas reversibles. Esto incluye los aspectos estructurales asociados a la presa y el resto de obras civiles, como galerías de conexión entre los embalses; es necesario resolver problemas estáticos y dinámicos, tales como la interacción presa-agua-terreno durante los terremotos.
Los aspectos hidráulicos también se apoyan en la simulación para lograr diseños que minimicen las pérdidas de carga, eviten la cavitación y resuelvan de forma satisfactoria los problemas de golpe de ariete y sus implicaciones estructurales.
Principia ha acumulado una experiencia considerable en la resolución de este tipo de problemas en diversas instalaciones. Y es probable que acabe acumulando mucha más en el futuro, ya que las tendencias en la generación eléctrica inevitablemente conducen a un incremento de las necesidades de almacenamiento de energía y las alternativas a la hidráulica reversible son escasas.
