Almacenamiento de energía: Central Hidroeléctrica de Bombeo

En los últimos años mi interés por conocer todo lo relacionado con la producción y gestión de la energía ha ido a más, ahora casi siempre estoy buscando cosas nuevas que aprender o simplemente intento mantenerme al día sobre dicho sector. Un tema que tenía pendiente, y que me creaba una cierta curiosidad, era saber cómo se almacena la energía.

He hecho varios amagos por leer sobre el tema pero casi siempre terminaba leyendo sobre otros temas, al final ha sido a principios del mes de octubre cuando he tenido la oportunidad de ponerme al día gracias a una jornada organizada por la Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid (Fenercom). En este jornada se hablo exclusivamente del almacenamiento de energía y qué tecnologías se están utilizando para conseguir un mayor éxito en dicho almacenaje. Tanto las presentaciones de los ponentes como la guía que me dieron me han ayudado a tener una base y poder profundizar en el tema de una forma más centrada.

Guia_almacenamiento_energia

Para descargar la guía pincha la imagen

Partiendo de que uno de los grandes problemas a los que se enfrentan los sistemas de suministro energético es la dificultad (y el coste) de almacenamiento energético durante los periodos de baja demanda, los grandes productores han buscando la forma de almacenarla para después utilizarla durante los picos de demanda. Algunas de las tecnologías que se están utilizando son:

  • Centrales hidroeléctricas reversibles o de bombeo
  • Vehículo eléctrico
  • Materiales de cambio de fase para almacenar la energía térmica
  • Almacenarla en forma de hidrógeno
  • Geotermia
  • Volante de inercia

Cada una de las tecnologías tiene unas características particulares que las hacen adecuadas para unas condiciones u otras pero la que me interesa, y en la que quiero profundizar, es la tecnología de almacenamiento en centrales hidroeléctricas reversibles o de bombeo.

La tecnología de almacenamiento de energía por bombeo es la más madura de todas, se ha utilizado desde los años veinte. Se basa en almacenar energía mediante el bombeo de agua desde un embalse inferior o río hasta un embalse superior. El desnivel adecuado que se debe de dar entre los dos embalses para que dicha tecnología sea eficiente debe de ser de al menos 100 m.

Central de bombeo

Central hidroeléctrica de bombeo / Fuente: UNESA

El bombeo del agua del embalses inferior al superior se da en las horas valle, es decir por la noche, de esta forma se utiliza la energía sobrante para hacer funcionar la turbina y así subir el agua y almacenar la energía. Durante el día, cuando la demanda de electricidad es mayor, la central actúa como una central hidroeléctrica convencional, el agua del embalse superior cae por la galería de conducción hasta la central donde se encuentra el generador y los transformadores que pasar la energía mecánica a energía eléctrica que a su vez es transportada a los hogares e industrias por las líneas de transporte.


Animación del funcionamiento de una Central Hidroeléctrica de bombeo

Hay dos tipos de centrales de bombeo según su funcionamiento:

  • Centrales de bombeo puro: en este caso es necesario bombear previamente el agua desde la presa inferior hasta la superior, para posteriormente producir energía eléctrica.
  • Centrales de bombeo mixta: en estas centrales se puede producir energía eléctrica con o sin bombeo previo. Cuando hay excedentes de agua la central funcionará como una central convencional, teniendo la posibilidad también de almacenar energía mediante bombeo desde la presa inferior a la superior.

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El almacenamiento de energía por medio de bombeo tiene unas ciertas ventajas y desventajas que son:

Ventajas:

  1. Eficiencia de almacenamiento de energía del 70%
  2. Requiere bajo mantenimiento
  3. Solución de larga duración

Inconvenientes:

  1. Limitaciones geográficas
  2. Elevado coste de la instalación hidráulica y de los equipos hidráulicos, eléctricos y cañerías
  3. Elevado coste en redes de transporte o distribución
  4. Fuerte impacto ambiental por la construcción de las presas

Esta tecnología está muy extendida al ser una de las formas de almacenamiento más consolidadas, podemos encontrar proyectos de almacenamiento de energía por bombeo en China, Japón, Estados Unidos y en algunos países europeos. En el caso de España existen más de 24 centrales hidráulicas de bombeo:

  • 16 de bombeo mixto con una potencia instalada de 2.500 MW
  • 8 de bombeo puro, con una potencia total de 5.000 MW. Algunas de las centrales más destacables son, la central La Muela I en el río Júcar con una potencia instalada de 628 MW y la reciente inaugura La Muela II, también situada en el río Júcar.

En el caso de La Muela II, construida en Cortes de Pallás (Valencia), destacar que es la Central Hidráulica más grande de Europa con un depósito de 23 Hm3 y una potencia de 840 MW, si sumamos a esta potencia la de La Muela I dan un total de 1.468 MW, capaz de atender la demanda eléctrica de cerca de medio millón de hogares al año. La energía que se utiliza para bombear el agua en La Muela II procede de la Central Nuclear de Cofrentes. En el siguiente video podéis ver dónde está la instalación y cual es su funcionamiento.

Los sistemas de almacenamiento de energía son muy importantes porque además de permitir almacenar la energía de cualquier sistema de generación permiten la integración de las energías renovables. La tecnología que tiene un mayor beneficio de estos sistemas de almacenamiento es la energía eólica, el almacenamiento permite resolver la mayoría de los problemas ligados a la generación eólica.

Con esta breve explicación del almacenamiento de energía y con la ayuda de la guía que os he facilitado podéis comenzar a investigar sobre un tema tan interesante como es el almacenamiento de la energía. Espero que os haya despertado la curiosidad.

Hasta la próxima!!

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8 Comentarios en Almacenamiento de energía: Central Hidroeléctrica de Bombeo

  1. Marcial Rojas says:

    Buenas, muy buen aporte, quisiera saber si hay estudios de factibilidad para incorporar un sistema de bombeo a una planta hidroeléctrica ya existente??. Entiendo que las variables son muchas y depende de muchos factores pero la consulta es si se ha llegado a hacer algo así? Gracias

    • Raquel Ramos says:

      Hola Marcial,

      En primer lugar gracias por leer el post y me alegro que te haya gustado. En relación a tu comentario he estado buscando información y no he encontrado ningún documento que indique si es factible la incorporación de un sistema de bombeo a una central hidroeléctrica ya existente y cómo se debería hacer.

      Desde mi punto de vista creo que sí se podría realizar si las características del salto de agua son las adecuadas, hablo desde el desconocimiento técnico al no ser ingeniera. Te comento esto porque en España hay varias centrales hidroeléctricas reversibles, aunque hay que considerar que estas fueron proyectadas desde un principio para generar energía y almacenarla. Algunas de estas centrales hidroeléctricas reversibles que podemos encontrar en la península son la Central de Estany-Gento Sallente (Lérida), la Central del Tajo de la Encantada (Málaga) o la Central de Aguayo (Cantabria).

      Marcial siento no poderte ayudar más con tus dudas.

      Un saludo

  2. miguel calvo says:

    ¿No hay nada sobre los beneficios que tiene la utilización del bombeo para el sistema eléctrico?
    ¿Sabes las ventajas?

    • Raquel Ramos says:

      Hola Miguel,

      He estado buscando algo más de información sobre los beneficios que tiene la utilización del bombeo para el sistema eléctrico y lo único que he encontrado es lo que pongo en el post.

      La ventaja de utilizar el sistema de bombeo y posterior liberación del agua para generar energía eléctrica se basa en conseguir que la producción eléctrica sea constante. Cuando la demanda de energía está por encima de la producción se deja caer el agua almacenada en el embalse superior y de esta forma la energía que se produce al liberar el agua se suma a la que se produce con regularidad por medio de otras tecnologías. La suma de todas estas fuentes de energía consigue que la producción eléctrica cubra las necesidades de los usuarios y así no sufren interrupciones del servicio. Como puedes ver Miguel el almacenamiento por bombeo es un apoyo para el sistema eléctrico.

      En el momento que la demanda eléctrica baja se deja de soltar el agua almacenada. El siguiente paso sería volver a almacenar agua por bombeo cuando la demanda de electricidad sea más baja que la producción y así quedaría preparado el embalse superior para cuando sea necesario.

      Sobra decir que si alguno/a de los que leéis el post quiere dar otro punto de vista lo puede dejar en los comentarios sin problema, así aprendemos todos.

      Un saludo Miguel y espero haberte ayudado algo

  3. Juan Pablo Donoso says:

    Mario VK

    Ciertamente me anoto con tu comentario , pero esto tiene que ver con eficiencia de uso de la infraestructura de que dispone España y ciertamente una buena forma de usar los excedentes nocturnos es guardarlos para las horas de mayor consumo ,
    Seguramente sabrás que una central nuclear no es posible detenerla no seguir las demandas que varían hora a hora , esto sin duda postergara la construcción de una central de potencia equivalente en otro lugar .

    me alegra que vsotros esteis en esta

  4. Mario Vk says:

    Esto no tiene ninguna ventaja ecológica (Aunque no dudo que la tenga en la economia especulativa de las compañias eléctricas).
    Vamos a ver, la gracia de la energia hidroelectrica, es que es la propia energía solar la que hace subir el agua que se deposita en las cuencas de la presa, es una energía totalmente limpia, porque la fuente de combustible es natural, transmite su energía constantemente, queramos o no. Sin embargo si utilizamos la energia de la red eléctrica, que es mayoritariamente termica (de quemar materias organicas) para hacer ascender el agua, lo único que estamos haciendo es el canelo (puesto que la ley de la termodinámica prohibe sacar ningún beneficio de este proceso. Es más, se necesita mucha más energía para hacer ascender ese agua de la que ese mismo agua va ha producir en su descenso. Entonces, dentro de la idea de que construir una presa es bastante dañino para el ecosistema inundado, con esta tecnología ya pierde todo su sentido de energía limpia. Esto es una simple máquina para especular con la energía y todo por no querer hacer una buena gestión de la misma.
    Y lo mismo digo de los coches eléctricos. Contaminarán más que uno de gasolina mientras que las centrales que los recargan sean termicas, puesto que hay una gran perdida de energia hasta que esta llega al coche.
    Así que cuando la energía para recargar pantanos y coches sea 100% renovable, esta tecnologá será relativamente beneficiosa, pero por el momento solo sirve para quemar más carbón y para ocupar un valioso nicho ecológico.
    Saludos!!

    • Raquel Ramos says:

      Hola Mario,

      En relación a tu comentario decirte que estoy de acuerdo contigo en que la mejor forma de utilizar esta tecnología es aprovechar las energías renovables que como bien dices son totalmente limpias.
      Gracias por el comentario y por dejar tu punto de vista.

      Un saludo

    • Gabriel says:

      Pero, no utilizamos mas energia de la que no gastamos, en sintesis la energia usada para elevar el agua hasta guardarla como energia potencial, es la energia que, si no la usaramos se desperdiciaria (porque las centrales nucleares no pueden apagarse), habria una especulación malociosa si usaramos energia extra, como si aparte de conectar tu pc conectaras tuovil, en este caso conectamos el movil en vez de la pc (porque si no, esa energía se desperdiciaria)
      Saludos

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