Temp 3 Cap8 Almacenamiento de energía potencial en presas

IEAE

31 Oct 202338:04

Summary

TLDREl video ofrece una investigación detallada en torno a la electromovilidad y el almacenamiento de energía, con un enfoque en el uso de presas para almacenar energía hidráulica. Se discute cómo la energía potencial se convierte en energía eléctrica a través de la caída de agua en turbinas, y cómo la eficiencia de esta conversión es clave para maximizar la producción de energía. Además, se explora la importancia de la logística energética, destacando la necesidad de usar las presas no solo para generación de energía en momentos de pico, sino también para mantener un equilibrio sostenible con el uso del agua para otros propósitos, como el consumo humano y la agricultura. Se mencionan diferentes tipos de presas y su capacidad para generar energía, desde las grandes hidroeléctricas hasta las micropresas. Finalmente, se sugiere la creación de proyectos innovadores que utilicen energías renovables, como la energía solar y eólica, para bombear agua y aumentar la capacidad de almacenamiento de energía en presas, abogando por una mayor inversión y desarrollo en esta tecnología para el futuro.

Takeaways

🌊 La energía hidroeléctrica es una forma importante de almacenamiento de energía, donde el agua almacenada en presas se utiliza para girar turbinas y generar electricidad.
💧 La cantidad de energía potencial almacenada en una presa depende del volumen de agua, la altura a la que está almacenada y la densidad del agua.
📈 La energía y potencia disponibles en una presa son claves para entender la producción de energía eléctrica; la potencia es la energía por unidad de tiempo.
🚧 Las presas hidroeléctricas son una inversión a largo plazo y requieren un balance cuidadoso entre el uso del agua para diferentes propósitos, incluyendo el abastecimiento de agua potable y la generación de energía.
⏱️ El tiempo es un factor crucial en la conversión de energía potencial a energía eléctrica; la energía almacenada debe ser utilizada estratégicamente durante períodos de pico de demanda.
💹 La eficiencia en la conversión de energía es un aspecto importante; ninguna máquina es 100% eficiente, y por lo tanto, hay pérdidas energéticas en el proceso de conversión.
🌆 La Ciudad de México consume aproximadamente 12.5 terawatt-horas (TWh) de energía eléctrica anualmente, y el almacenamiento de agua de lluvia podría cubrir una parte significativa de esta demanda.
🏞️ Las presas de almacenamiento por bombeo son una tecnología interesante para almacenar electricidad generada por otras fuentes,类似 una batería, permitiendo el almacenamiento y la liberación controlada de energía.
🔄 Las centrales hidroeléctricas reversibles permiten almacenar energía eléctrica producida durante períodos de baja demanda o por fuentes de energía renovable, para ser utilizada durante períodos de pico.
🌡️ La clasificación de las presas hidráulicas incluye gigantes, pequeñas y micropresas, cada una con capacidades de generación de energía eléctrica distintas, desde más de 30 MW hasta 10 a 100 kW.
🌤️ El uso de energía solar fotovoltaica para bombear agua a presas de almacenamiento puede ser una estrategia sostenible para almacenar energía durante períodos de luz solar y disponer de ella durante la noche o cuando sea necesaria.

Q & A

¿Qué es la energía electromovilidad y cómo se relaciona con el almacenamiento de energía?
-La energía electromovilidad se refiere a la utilización de vehículos movidos por energía eléctrica, y está estrechamente vinculada con el almacenamiento de energía debido a que estos vehículos requieren energía almacenada para funcionar. Además, el almacenamiento de energía es crucial para la eficiencia de la infraestructura de carga y para equilibrar la red eléctrica con la energía producida por fuentes renovables.
¿Cómo funciona una hidroeléctrica y qué es la energía potencial almacenada en una presa?
-Una hidroeléctrica funciona aprovechando la energía potencial del agua almacenada en una presa. La energía potencial se convierte en energía cinética cuando el agua cae y empuja las turbinas, las cuales luego generan energía eléctrica mediante un generador eléctrico. La energía potencial está relacionada con la altura a la que está almacenado el agua sobre la turbina.
¿Cuáles son los diferentes tipos y clasificaciones de presas en una hidroeléctrica?
-Los tipos y clasificaciones de presas incluyen presas de embalse, que almacenan agua en un reservorio y la liberan a través de turbinas para generar energía; presas de derivación, que derivan el agua de un río hacia un canal para múltiples usos, incluyendo la generación de energía; y presas de almacenamiento por bombeo, que funcionan como baterías, bombeando agua a una altura y luego liberándola para generar energía durante períodos de alta demanda.
¿Cómo se calcula la energía almacenada en una presa hidroeléctrica?
-La energía almacenada en una presa se calcula utilizando la fórmula que involucra la densidad del agua, la gravedad y el volumen de agua almacenado, así como la altura a la que está el agua sobre la turbina. La energía en joules se obtiene multiplicando la densidad del agua (1000 kg/m³), la gravedad (aproximadamente 10 m/s²), el volumen de agua (en metros cúbicos) y la altura (en metros).
¿Qué es la potencia y cómo está relacionada con la energía en una hidroeléctrica?
-La potencia es la cantidad de energía que se puede generar en una unidad de tiempo y está medida en watts (W). En una hidroeléctrica, la potencia disponible está relacionada con el flujo de agua a través de la turbina y la altura de la presa. La energía, por otro lado, es el trabajo total que se puede obtener y se mide en joules (J). La relación entre energía y potencia se da por la fórmula: energía = potencia × tiempo.
¿Cómo se utiliza la energía potencial almacenada en las presas para generar energía eléctrica durante las horas pico?
-Durante las horas pico, cuando la demanda de energía eléctrica es más alta, se puede utilizar la energía potencial almacenada en las presas al liberar el agua almacenada a través de las turbinas. Esto permite generar una gran cantidad de energía eléctrica en un corto período de tiempo para satisfacer la alta demanda.
¿Por qué es importante la logística en el uso de las presas para generar energía eléctrica?
-La logística es crucial ya que debe asegurar que el agua almacenada en las presas se utilice de manera eficiente y equilibrada. Una vez que se vacía una presa, no se puede utilizar el agua para otros propósitos, como el abastecimiento de agua potable o para el riego, hasta que se vuelva a llenar. Además, es importante planificar el uso del agua para evitar períodos de escasez o sobrecarga en la red eléctrica.
¿Cómo se relaciona la energía eléctrica generada por las hidroeléctricas con la demanda neta nacional en México?
-La energía eléctrica generada por las hidroeléctricas en México es significativamente menor que la demanda neta nacional. Aunque las hidroeléctricas están diseñadas para generar una cierta cantidad de energía, la cantidad real que se genera en promedio es solo una fracción de esa capacidad instalada, debido a factores como la disponibilidad de agua y la eficiencia de la conversión de energía.
¿Qué son las presas hidráulicas y cómo se clasifican en tamaño?
-Las presas hidráulicas son estructuras diseñadas para almacenar agua y aprovechar su energía potencial para generar energía eléctrica. Se clasifican en tamaño en base a su capacidad de generación de energía eléctrica: las gigantes tienen una capacidad superior a 30 MW, las pequeñas pueden generar cerca de 10 MW y las micropresas tienen una capacidad de alrededor de 10 a 100 kW.
¿Cómo se puede utilizar la energía de las mareas para bombear agua hacia presas de almacenamiento?
-La energía de las mareas, que fluctúa con el movimiento del mar, puede ser capturada mediante turbinas mareomotrices. Esta energía puede ser utilizada para operar bombas que elevan el agua del mar hacia presas de almacenamiento en terrenos altos adyacentes. Cuando se necesita energía eléctrica, el agua se libera de las presas y pasa por turbinas hidroeléctricas para generar energía.
¿Qué son las centrales hidroeléctricas reversibles y cómo funcionan?
-Las centrales hidroeléctricas reversibles son una forma de almacenamiento de energía que utiliza el movimiento de agua para convertir energía eléctrica en potencia mecánica y viceversa. Durante períodos de baja demanda o excedente de energía, el agua es bombeada hacia una presa superior. Cuando se necesita energía, el agua se libera, empuja turbinas en sentido inverso a su funcionamiento normal, y la turbina actúa como un generador para producir energía eléctrica.