En los últimos años han ido apareciendo equipamientos que permiten aprovechar una gama muy variada de caudales y alturas, lo que ha convertido a la microhidráulica en una de las fuentes de energía más competitiva y con mayor calidad de suministro entre las renovables. Las configuraciones no tienen límite; basta contar con una diferencia en altura, un caudal y, por supuesto, una máquina capaz de funcionar con rendimientos óptimos en las condiciones dadas. Entre las posibles aplicaciones se cuentan: electrificación de viviendas rurales aisladas, derivaciones sobre conductos de agua potable ( rompe–carga ), futuros proyectos de traídas de aguas, antiguos molinos o pequeñas centrales inactivas, iluminación de parques y zonas aisladas, electrificación rural en proyectos de cooperación al desarrollo, etc. En muchos casos los caudales de utilización son ínfimos y generalmente no existe necesidad de realizar grandes obras que, de cualquier manera, pueden integrarse en el entorno, por lo que el impacto de estos sistemas es mínimo.
Al margen de los aprovechamientos en los que se debe realizar toda la obra de instalación nueva, hay veces en las que se pueden aprovechar canalizaciones, traídas de aguas ó infraestructuras hidráulicas existentes, que reducen considerablemente los costes de instalación. Otro aspecto a destacar de los sistemas microhidráulicos son las elevadas cotas energéticas que llegan a producirse, si las comparamos con similares inversiones económicas en otras fuentes energéticas renovables, lo que da idea de las buenas perspectivas de futuro de esta fuente.
Baterías o consumo directo
El desarrollo, tanto de turbinas y generadores como de sistemas de control y regulación, ha hecho posible que con pequeños desniveles e incluso caudales ínfimos se pueda producir energía que, convenientemente acumulada, puede abastecer el consumo requerido. Para este tipo de aprovechamiento son muy indicadas las turbinas Pelton, Turgo y Banki. En la mayoría de los casos, estas turbinas son grupos compactos turbina–generador, regulados por equipos que controlan la carga de los acumuladores. La corriente continua que suministra la batería se convierte adecuadamente en corriente alterna, para su uso normalizado, siempre según las necesidades del suministro.
Cuando las condiciones nos lo permitan, es decir, cuando el caudal y el desnivel sean suficientes para el uso directo de la energía producida, se pueden instalar pequeños grupos compactos turbina–generador, de instalación sencilla, que exigen muy poca infraestructura hidráulica. El régimen de trabajo de la turbina es constante y en la mayoría de los casos se actúa sobre una carga para mantener estables la tensión y la frecuencia. Además de cubrir los consumos eléctricos planteados, el excedente energético producido se disipa en resistencias, que según el caso puede aprovecharse tanto para calefacción, agua caliente sanitaria o cualquier otro uso. Por estas características, se pueden considerar estos saltos como pequeños sistemas de cogeneración.
Una tercera opción permitiría hacer un aprovechamiento mixto entre la microhidráulica y otra fuente renovable como la fotovoltaica o la eólica. Por ahora, sólo vamos a ver dos casos exclusivamente microhidráulicos.
| Producción–consumo directo La energía que se produce se inyecta directamente en la red de consumo, para su uso inmediato. Para poder asegurar un suministro de calidad con este tipo de instalaciones –suministro a 220 voltios y 50 Hz de frecuencia–, se debe conseguir una regulación adecuada. En los saltos destinados a la venta de energía a la red eléctrica, se actúa por regla general sobre el caudal turbinado, con equipos electro–hidráulicos más o menos complicados y también costosos. En estos aprovechamientos, y debido a la pequeña magnitud de la que hablamos, los sistemas pueden ser muy caros y complican el diseño de la máquina. De forma generalizada, la regulación se efectúa determinando el caudal de trabajo para hacer funcionar el grupo turbina–generador a un régimen constante de revoluciones, es decir, con un caudal fijo y una potencia constante en bornas del generador. En estas circunstancias se interpone un regulador electrónico en paralelo a la red de suministro. Éste vigila permanentemente tanto la tensión como la frecuencia de suministro, según la potencia consumida en la red de consumo. El regulador desvía el resto de la energía no utilizada a un sistema de resistencias bien de disipación en agua, bien en aire. En caso de no disponer del regulador electrónico y tener que mantener los parámetros de tensión y frecuencia, no queda otro remedio que regular manualmente el caudal turbinado. Por regla general, las antiguas turbinas permitían este tipo de regulación. Los modelos actuales turbinan caudales fijos, ya que están pensados para una posterior regulación electrónica automática. |
| Producción–carga de acumuladores Este tipo de configuración es la más versátil por la flexibilidad de operación que permite, en cuanto a potencias, etc. Tal y como se define, se trata de producir una energía que dependerá de las condiciones del salto, y acumularla en una batería eléctrica para usarla cuando se necesite. Este tipo de sistemas, a excepción de la fuente energética y la máquina destinada a la producción eléctrica ( que por regla general se trata de grupos compactos de turbina–generador) dispone de elementos comunes al resto de sistemas energéticos renovables, como los sistemas solares fotovoltaicos y eólicos. Este hecho favorece la posible conjugación de diferentes sistemas, logrando así instalaciones mixtas que pueden ser perfectamente complementarias para diferentes épocas del año, con variaciones estacionales del clima. Podemos encontrar multitud de saltos en los que, aún existiendo una producción energética, hay momentos en los que no llegue a suministrar la totalidad del consumo, o no alcanza la potencia de suministro necesaria. Si la acumulamos podremos extraerla de la batería logrando de esta manera un suministro eficaz y de calidad. Esta configuración nos permite, entre otras cosas, independizar los circuitos de producción y los de consumo, por lo que la potencia de suministro dependerá de los equipos de inversión de corriente continua (DC) a corriente alterna (AC) instalados, no de la potencia de suministro de la turbina. En estos casos, como en el de suministro directo se debe regular la producción. Una vez que hemos cargado el acumulador correspondiente tenemos dos opciones: o bien paramos la turbina, es decir, cerramos el paso del agua, o la energía que ésta produce la derivamos a una disipación, que puede ser en resistencias al aire –por tanto se pierde– o se inyecta en un depósito de agua para su calentamiento. En todos los casos, ya sean saltos de uso directo o para carga de acumuladores, se debe proceder a una cierta regulación, manual o automática. En caso contrario el problema que se origina es el del embalamiento de la máquina, con el consiguiente deterioro de los equipos instalados. |
Este reportaje ha sido realizado con la colaboración de Ekain–Taldea, una empresa especializada en instalaciones microhidráulicas.
Más información:
Ekain-Taldea
Erdiko kalea, 7
20100 Orereta-Errenteria
Tel/Fax: 943 34 05 09
ekain@ekain-taldea.co
www.ekain-taldea.com
