Instalaciones hidráulicas en España
Las minicentrales en España
España cuenta con una importante progresión en la generación hidroeléctrica. Desde hace dos siglos se comenzaron a construir pequeñas centrales en núcleos de población con objeto de abastecerles eléctricamente.
El desarrollo tecnológico de los equipamientos propios de una central a nivel mecánico, eléctrico y electrónico debería haber supuesto un desarrollo basado en la optimización económica de las explotaciones hidráulicas.
Sin embargo, el desarrollo tecnológico de la generación con otras tecnologías, sumado a la estacionalidad asociada al recurso hídrico, hizo que las minicentrales fueran quedando como un sistema auxiliar de generación supeditado a la disponibilidad de recurso hídrico.
El efecto de estas nuevas tecnologías llegó a suponer el abandono de algunas centrales; algunas de estas centrales se están recuperando debido a la inversión y al objetivo en energía minihidráulica planteada en el PER.
Como consecuencia de la crisis energética derivada del precio del petróleo en los años 1973 y 1979, se destapó como una necesidad la diversificación de las fuentes de energía que se utilizaban.
A partir de este momento, se replanteó el origen de los recursos energéticos, valorando nuevamente el papel tan importante que juegan las centrales hidroeléctricas de pequeña potencia en el conjunto del sistema de producción energética.
Las grandes presas hidráulicas están asociadas a puntos concretos dentro de las cuencas hidrográficas, por tanto, su desarrollo en España es bastante reducido.
El reducido impacto ambiental de las instalaciones minihidráulicas, así como el desarrollo realizable en España, hace de las minicentrales una de las opciones más razonable y viable.
Como se comentará posteriormente, España se aproxima bastante al objetivo marcado por el PER 2011-2020 en términos de potencia instalada (MW) y de generación (GWh), todo esto a pesar de los cambios en las retribuciones como consecuencia de la modificación normativa, de tener una legislación ambiental estricta englobada dentro de la Directiva Marco del Agua y de la creación en 2004 de la Red Natura 2000 de áreas protegidas. Tal es así que la ESHA (European Small Hydropower Association) ha definido a España, junto con Italia, Francia, Portugal, Rumania y Grecia como los países más prometedores en el desarrollo de la minihidráulica.
Ejemplo de minicentral en España
La presa de Huesna, propiedad de la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir (CHG), se construyó para abastecer a un conjunto de poblaciones y para regadío. Esta presa evacuaba diariamente un caudal para satisfacer esa demanda, y la central se construyó para turbinar dichos caudales, aprovechando el salto existente, además de mejorar la calidad del agua de abastecimiento.
En 1996, la CHG y el IDAE firmaron un convenio de colaboración por el cual este organismo se hacía cargo de la financiación y gestión del proyecto de la central. Desde la torre de toma a la central se conduce hasta la tubería forzada, de 1.300 mm de diámetro y 240 m de longitud.
La central dispone de un by-pass completo, formado por tuberías de 600 mm y válvulas de mariposa, que deriva en la tubería de toma y desagua en el canal de restitución.
Debido a los problemas de conexión de la central a la línea de distribución a 15 kV (provocaba variaciones en la tensión de la red superiores a las permitidas en la legislación), se instaló un regulador de tensión (autotransformador regulable) que mantiene de forma automática y continua la tensión deseada en la red, independiente de las fluctuaciones de carga de la línea. El funcionamiento es completamente automático.
Características:
- Ubicación: Presa de Huesna, TM Constantina.
- Provincia: Sevilla.
- Río: Rivera de Huesna.
- Tipología: pie de presa, nueva construcción.
- Concesionario: Confederación Hidrográfica del Guadalquivir.
- Año de PM: 1997.
- Caudal: 1.61 m3/s y 1,61 m/s.
- Salto: 55 m.
- Potencia instalada: 900 kW.
- Producción estimada: 4.353 MWh/año.
- Equipamiento: turbina Francis de eje horizontal, con distribuidor regulable y 1.000 rpm acoplada a un generador síncrono trifásico de 900 kW y 660 V.
Ejemplo de central hidroeléctrica en España
La presa de Los Hurones es propiedad del Estado y se sitúa sobre el río Majaceite, que cuenta con un trasvase desde el río Guadairo, lo que ha posibilitado la ampliación del equipamiento inicial de la central.
En 1997, la CHG y el IDAE firmaron un convenio de colaboración por el cual este organismo se hacía cargo de la financiación y gestión del proyecto de la central.
El proyecto consistía en la revisión y adaptación de los dos grupos existentes, ampliación de la central con un tercer grupo, renovación del total de las instalaciones eléctricas y automatización de la central.
La presa cuenta con dos tomas de medio fondo que alimentan:
- Por una parte, los Grupos I y II.
- Por otra, el Grupo III.
La primera se realiza mediante una torre de toma adosada al paramento de la presa, que cuenta con tres compuertas a distintos niveles que permiten optimizar la calidad del agua extraída del embalse.
La segunda toma parte de una conducción de 1.400 mm que se bifurca al llegar a la central. El Grupo I funciona con el caudal consigna dado por la CHG, ya que el agua turbinada va a alimentar la red de abastecimiento de la zona de Cádiz.
Para asegurar este suministro de agua se instaló un by-pass con capacidad para dar el total o parte del caudal, según el grupo, esté parado o trabajando a carga parcial. Todas las instalaciones están totalmente automatizadas.
Características:
- Ubicación: Presa de Los Hurones, TM Algar.
- Provincia: Cádiz.
- Río: Majaceite.
- Tipología: pie de presa, rehabilitación y ampliación.
- Concesionario: Confederación Hidrográfica del Guadalquivir.
- Año de PM: 2002.
- Caudal: 12.5 m3/s.
- Salto: 33.9-48.9 m.
- Potencia instalada: 5.430 kW.
- Producción estimada: 12.450 MWh/año.
- Equipamiento: dos turbinas Francis de eje horizontal a 750 rpm acopladas a sendos generadores síncronos de 900 kVA y 1.594 kVA. Una turbina Francis de eje vertical a 600 rpm acoplada a generador síncrono de 3.591 kVA.
Las grandes hidráulicas en España
Las cerca de 800 centrales hidroeléctricas tienen un rango de tamaño mucho más variado que las centrales de otras tecnologías en las que el combustible es gestionable y se puede adaptar a equipos estándar.
Las 20 centrales cuya potencia es mayor de 200 MW representan en conjunto el 50% de la potencia hidroeléctrica total instalada en España. Por otra parte, existen centenares de pequeñas instalaciones (minihidráulicas) con potencias menores de 20 MW.
El criterio de distribución de las centrales obedece a la existencia de caídas de agua con la suficiente altura y energía viable.
Existen, por lo tanto, densas concentraciones de centrales en las montañas del ángulo noroeste y en el Pirineo, donde empezaron a construirse desde principios del siglo XX para abastecer de energía a la industria catalana.
El resto de las centrales se reparten por las montañas del interior de la península, aprovechando los puntos donde existe agua y desnivel suficientes ligados a núcleos montañosos.
El desarrollo de la tecnología para el transporte de la energía eléctrica permitió el desarrollo de las centrales de generación eléctrica alejadas de núcleos de población.
La mayor concentración de grandes centrales se da en las cuencas de los ríos Duero y Tajo cuando abandonan la Meseta, ya en la frontera con Portugal.
Las centrales correspondientes a estos recursos hídricos son las de Villarino, Saucelle, Aldeadávila, José María de Oriol y Cedillo, suman nada menos que el 20 % del total de la potencia hidráulica instalada en el país y el 7 % de la potencia eléctrica total.