Repensar la energía hidroeléctrica para la sostenibilidad energética y ambiental

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Una empresa de California, Energía Natel, está trabajando arduamente para desarrollar un enfoque de energía hidroeléctrica de bajo impacto y baja carga que aborde una de las principales preocupaciones de los nuevos despliegues: los impactos en los flujos de corrientes naturales.

Por supuesto, si las estrategias de mitigación ambiental reducen demasiado los ingresos, el esfuerzo es inútil. Al mismo tiempo, a la empresa le apasiona minimizar los impactos ambientales e, idealmente, contribuir a restaurar y proteger los ecosistemas locales.

Para abordar este desafío, el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) ayudó a Natel a repensar la energía hidroeléctrica. El ex ingeniero de investigación de NREL, Michael Craig, y el gerente técnico de NREL Hydropower, Greg Stark, trabajaron con el CEO de Natel, Gia Schneider, y sus colegas para investigar el compensaciones de ingresos y flujo aguas abajo para una serie hipotética de pequeñas instalaciones hidroeléctricas en cascada. Este sistema de 36 instalaciones está diseñado para preservar la conectividad del río para el agua, los peces, los sedimentos y las personas. El análisis de NREL indicó que los efectos sobre los caudales de los arroyos naturales pueden ser insignificantes si el sistema se controla de manera coordinada.

“NREL movió la aguja en ambos frentes – sustentabilidad económica y ecológica – al construir un modelo que nos ayudó a cuantificar y comprender las compensaciones entre los ingresos y los impactos del flujo descendente”, dijo Schneider. “Ese trabajo mostró que la reducción de ingresos por los cambios operativos necesarios para lograr nuestros objetivos ambientales fue pequeña, menos del 4%”.

La pequeña central hidroeléctrica y el estanque en cada nodo de una cascada se pueden administrar en conjunto con los otros nodos para satisfacer la demanda de energía y proporcionar almacenamiento de energía despachable. Ilustración cortesía de Natel Energy Inc.

La información obtenida del análisis de NREL también llevó a Natel a considerar la combinación de nuevos proyectos hidroeléctricos en plantas de energía virtual (VPP) más grandes. Al aprovechar los avances en la gestión de recursos energéticos distribuidos, las microrredes y las baterías, estos VPP de energía hidroeléctrica pueden brindar servicios de confiabilidad de la red con un impacto ambiental mínimo y sin emisiones de carbono.

Con la electrónica de potencia y los controles modernos, la pequeña planta y el estanque en cada nodo de la cascada se pueden gestionar en conjunto con los otros nodos para satisfacer la demanda de energía. Esta flexibilidad permite que la planta produzca energía renovable confiable con almacenamiento de energía distribuible y permite a los operadores del sistema integrar en la red recursos de energía renovable más variables y menos flexibles, como la eólica y la solar.

Utilizadas a gran escala, especialmente cuando se combinan con otras energías renovables y estrategias de almacenamiento, las instalaciones hidroeléctricas distribuidas y sostenibles brindan muchos servicios ecosistémicos económicamente valiosos. Ilustración cortesía de Natel Energy Inc.

Además de proteger los flujos naturales de los ríos, estas instalaciones ayudan a reconectar los ríos con las llanuras aluviales, restaurar el hábitat y la biodiversidad de los ríos, mitigar las inundaciones y reforzar la recarga de las aguas subterráneas.

“Natel proporciona soluciones de hardware y software diseñadas para mitigar el cambio climático, desarrollar la resiliencia climática y, eventualmente, desarrollar una red 100% renovable”, dijo Schneider. “El trabajo que hicimos con NREL nos ha permitido avanzar aún más en la energía hidroeléctrica sostenible distribuida a escala de red”.

La investigación fue financiada por la Oficina de Tecnologías de Energía Hidráulica del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) a través de la Cupón para pequeñas empresas programa. El programa permite a las pequeñas empresas calificadas de la industria de la energía limpia un acceso asequible a la experiencia y las instalaciones de los laboratorios nacionales del DOE.

Aprender más sobre Investigación de NREL en tecnologías hidroeléctricas.

Artículo cortesía del NREL.

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