Energía hidroeléctrica: De la antigua rueda hidráulica a la presa moderna

La hidroelectricidad — la conversión de la energía cinética y potencial del agua que fluye y cae en trabajo mecánico y electricidad — es la fuente de energía mecánica de uso continuo más antigua de la civilización humana y la mayor fuente mundial de electricidad renovable en la actualidad. La energía del agua en movimiento, impulsada por la evaporación solar de los océanos y la gravedad que hace caer la lluvia nuevamente a través de cuencas hidrográficas y ríos, ha sido aprovechada para moler granos, impulsar fábricas textiles, alimentar fundiciones de hierro e iluminar ciudades durante más de dos mil años. En el siglo veintiuno, la hidroelectricidad genera aproximadamente el dieciséis por ciento de la electricidad mundial — más que todas las demás fuentes renovables combinadas durante la mayor parte del período transcurrido desde que comenzaron las redes eléctricas — y proporciona la mayor participación en la generación de electricidad en decenas de países.

La historia de la hidroelectricidad es también la historia de algunos de los proyectos de ingeniería más ambiciosos jamás intentados: la presa Hoover sobre el río Colorado, la presa de las Tres Gargantas sobre el Yangtsé, la presa Itaipú en la frontera entre Brasil y Paraguay, la presa de Asuán sobre el Nilo. Estas estructuras, entre los objetos más grandes jamás construidos por manos humanas, han transformado ríos, creado vastos embalses, generado electricidad para decenas de millones de personas, permitido el riego de extensas regiones agrícolas y protegido ciudades de inundaciones devastadoras — al tiempo que también han desplazado a millones de personas, destruido pesquerías y transformado ecosistemas de maneras que han generado una intensa controversia.

La rueda hidráulica antigua y los molinos medievales

La rueda hidráulica — una rueda con paletas, cubetas o álabes que giran cuando el agua fluye sobre o a través de ellos — se encuentra entre las invenciones mecánicas más trascendentales de la historia humana. Al convertir el flujo continuo de agua en movimiento rotacional, la rueda hidráulica permitió la automatización de tareas repetitivas que anteriormente requerían trabajo humano o animal, liberando el esfuerzo humano para otras actividades.

Las primeras ruedas hidráulicas documentadas aparecen en el Mediterráneo oriental y el Medio Oriente alrededor del siglo primero antes de Cristo. El geógrafo griego Estrabón describió un molino de agua en Cabira en el Ponto (la actual Turquía) alrededor del año 65 antes de Cristo, asociado con el palacio del rey póntico Mitrídates VI. El poeta romano Antípatro de Tesalónica, escribiendo aproximadamente en la misma época, celebró el molino de agua con un entusiasmo que rozaba lo religioso: "Dejaos de moler, mujeres que os afanáis en el molino; dormid hasta tarde, aunque los gallos anuncien el alba con su canto. Pues Deméter ha ordenado a las Ninfas que realicen el trabajo de vuestras manos." El alivio de las mujeres de la agotadora tarea de moler granos a mano fue un beneficio inmediato y celebrado del molino de agua.

Los ingenieros de la antigüedad desarrollaron dos diseños principales de rueda hidráulica. La rueda hidráulica horizontal, en la que paletas horizontales son golpeadas por una corriente desviada de agua que hace girar un eje vertical conectado directamente a la piedra del molino, es más simple en su diseño y fue ampliamente utilizada en regiones montañosas donde los arroyos de curso rápido proporcionaban fuertes impulsos de agua. Este diseño — llamado a veces molino nórdico o molino griego según la región — no requería engranajes y era fácilmente construido por artesanos locales, difundiéndose ampliamente en zonas de altura de Europa, el Medio Oriente y Asia Central.

La rueda hidráulica vertical, en la que el agua actúa sobre paletas o cubetas en la periferia de una rueda que gira sobre un eje horizontal, era más sofisticada y más potente. Surgieron tres tipos principales: la rueda de paletas inferiores, en la que el agua fluye por debajo de la rueda golpeando las paletas; la rueda de paletas medias, en la que el agua se introduce a la altura del eje de la rueda o cerca de él; y la rueda de paletas superiores, en la que el agua es transportada en un canal por encima de la rueda y cae en cubetas en el borde de esta. La rueda de paletas superiores es la más eficiente de las tres, ya que aprovecha tanto el impulso como el peso del agua en las cubetas, y en condiciones favorables podía acercarse al sesenta por ciento de eficiencia — algo notable para un dispositivo mecánico preindustrial.

Los ingenieros hidráulicos romanos utilizaron extensamente tanto los molinos horizontales como los verticales. El complejo de molinos de Barbegal, cerca de Arlés en el sur de Francia, que data aproximadamente del siglo segundo después de Cristo, constaba de dieciséis ruedas hidráulicas superiores dispuestas en dos hileras paralelas en una ladera, alimentadas por un acueducto, capaces de moler harina para decenas de miles de personas. Los molinos de Barbegal representan la mayor concentración conocida de energía mecánica en el mundo antiguo y demuestran la capacidad romana de escalar la ingeniería hidráulica a dimensiones industriales.

El período medieval vio al molino de agua convertirse en la máquina central de la economía europea. El Libro Domesday de 1086, el relevamiento sistemático de Inglaterra encargado por Guillermo el Conquistador, registró más de seis mil molinos de agua en Inglaterra — aproximadamente un molino por cada cincuenta hogares. Estos molinos no solo molían granos, sino que también accionaban martillos para forjar hierro, batanes para procesar tela de lana, aserraderos para cortar madera, fábricas de papel para producir pergamino y fuelles para fundir y refinar metales. El molino de agua fue la primera máquina industrial de uso múltiple y el fundamento de lo que los historiadores han denominado la "revolución industrial medieval".

En los siglos trece y catorce, la ingeniería hidráulica europea había desarrollado hornos de hierro accionados por agua (altos hornos), fuelles mecánicos, martillos para forjar y molinos de estirado de alambre que constituyeron la base tecnológica de la industria del hierro y el acero. Los monasterios cistercienses, cuyas abadías estaban típicamente ubicadas en ríos, fueron centros particularmente importantes de difusión de la tecnología hidráulica — los monjes cistercienses tanto operaban molinos como comerciaban con granos, hierro y tela impulsados por el agua.

La Revolución Industrial y la energía hidráulica

La primera Revolución Industrial en Gran Bretaña fue impulsada en una medida notable por el agua — no por el vapor, como comúnmente se supone. Las primeras fábricas de la industria textil británica, construidas en los valles fluviales de Derbyshire, Lancashire y Yorkshire a partir de la década de 1760, utilizaban maquinaria accionada por agua para hilar y tejer algodón y lana a escalas y velocidades muy superiores a la capacidad de los trabajadores manuales.

El molino de Cromford de Richard Arkwright, inaugurado en 1771 sobre el río Derwent en Derbyshire, es ampliamente considerado como el primer molino de hilado de algodón accionado por agua con éxito en el mundo. El molino de Arkwright utilizaba una rueda hidráulica para impulsar su máquina de hilar "water frame", que podía hilar hilo de algodón de manera continua y automática. El molino operaba continuamente, con trabajadores organizados en turnos, lo que representaba un modelo fundamentalmente nuevo de producción industrial que separaba los medios de producción del hogar e introdujo el sistema de fábrica que transformaría la sociedad industrial. El molino de Cromford y el pueblo industrial planificado que lo rodea son actualmente Patrimonio de la Humanidad de la UNESCO.

La turbina hidráulica — un sucesor más sofisticado de la rueda hidráulica que extrae energía del agua en movimiento mediante álabes de rodete hidráulicamente optimizados en lugar de simples paletas o cubetas — fue desarrollada a principios del siglo diecinueve. Benoit Fourneyron, un ingeniero francés, desarrolló la primera turbina hidráulica práctica en 1827, utilizando un diseño de flujo radial hacia afuera con paletas directrices curvas que dirigían el agua hacia los álabes curvos del rodete. La turbina de Fourneyron alcanzó eficiencias cercanas al ochenta por ciento — muy superiores a las de cualquier rueda hidráulica — y podía operar a velocidades de agua mucho más altas, lo que permitía el aprovechamiento de recursos hídricos de gran salto (gran caída). Fourneyron ganó el premio de la Société d'Encouragement pour l'Industrie Nationale (Sociedad Francesa para el Fomento de la Industria Nacional) en 1833 por su diseño de turbina.

La turbina Francis, desarrollada por el ingeniero británico-estadounidense James B. Francis en los molinos de Lowell en Massachusetts en la década de 1840 y perfeccionada durante las décadas siguientes, se convirtió en el tipo de turbina dominante para aplicaciones de altura media y alta, y sigue siendo el tipo de turbina más utilizado en las centrales hidroeléctricas de todo el mundo. Francis estudió sistemáticamente la hidráulica del diseño de turbinas y desarrolló tanto diseños mejorados como los métodos analíticos para evaluarlos — estableciendo la ingeniería hidráulica como una ciencia rigurosa en lugar de un arte empírico.

La rueda Pelton, inventada por el ingeniero minero estadounidense Lester Allan Pelton en la década de 1870 durante la fiebre del oro de California, fue diseñada para aplicaciones de muy alto salto (gran caída) donde un chorro de agua a alta velocidad golpea cubetas en forma de taza en el borde de la rueda. Pelton desarrolló su diseño tras observar que una rueda giraba con mayor eficiencia cuando el agua golpeaba el lado de la cubeta en lugar del centro, lo que provocaba su deflexión. La rueda Pelton sigue siendo la turbina estándar para instalaciones hidroeléctricas de alto salto en la actualidad, utilizada donde se dispone de caídas de más de varios cientos de metros.

El nacimiento de la energía hidroeléctrica

La combinación de la turbina hidráulica con el generador eléctrico recién inventado creó la energía hidroeléctrica — la generación de electricidad a partir del agua que cae — a principios de la década de 1880, casi simultáneamente en varios países.

La primera central eléctrica hidroeléctrica del mundo es generalmente considerada la Estación de Energía Schoelkopf N.° 1, cerca de las cataratas del Niágara en Nueva York, que comenzó a generar electricidad de corriente continua en agosto de 1881 utilizando una turbina y un generador para alimentar luces de arco a lo largo del desfiladero del Niágara. La estación hidroeléctrica de Godalming en Surrey, Inglaterra, inaugurada en septiembre de 1881 para suministrar alumbrado público a la ciudad de Godalming — aunque utilizaba una turbina hidráulica que accionaba un generador de corriente alterna Siemens, lo que la convierte posiblemente en la primera central hidroeléctrica de corriente alterna del mundo. La estación de la Appleton Edison Light Company en Appleton, Wisconsin, inaugurada el 30 de septiembre de 1882 — usando la energía almacenada del agua del río Fox — es frecuentemente citada como la primera central hidroeléctrica de los Estados Unidos, aunque la distinción entre "hidroeléctrica" y otros generadores accionados por agua en este período es algo difusa.

El pleno potencial de la energía hidroeléctrica se demostró en las cataratas del Niágara a partir de 1895, cuando la Planta de Energía Edward Dean Adams fue completada por la Niagara Falls Power Company, diseñada por George Westinghouse y utilizando generadores de corriente alterna diseñados por Nikola Tesla. La planta Adams transmitió electricidad a treinta y cinco kilómetros de distancia hasta Buffalo, Nueva York, demostrando por primera vez que la energía eléctrica podía ser generada en un lugar y transmitida eficientemente a grandes distancias — una capacidad que transformaría la distribución geográfica de la infraestructura eléctrica en todo el mundo. La batalla entre el sistema de corriente alterna de Westinghouse y Tesla y el sistema de corriente continua de Thomas Edison quedó efectivamente decidida en las cataratas del Niágara: la capacidad de la corriente alterna de ser transmitida eficientemente a alta tensión a grandes distancias la convirtió en la opción obvia para los sistemas eléctricos a gran escala.

La edad de oro de la construcción de presas: 1930-1970

El siglo veinte fue testigo de una explosión de construcción de presas sin precedentes en la historia humana, impulsada por los imperativos del control de inundaciones, el riego, la mejora de la navegación y la demanda insaciable de electricidad por parte de las economías en proceso de industrialización. Entre 1930 y 1970, la construcción de grandes presas transformó los sistemas fluviales de todos los continentes habitados, produciendo una capacidad hidroeléctrica que constituyó la columna vertebral de los sistemas eléctricos de muchos países.

La presa Hoover sobre el río Colorado, completada en 1936, fue uno de los proyectos de construcción técnicamente más ambiciosos y simbólicamente más significativos de la historia estadounidense. La presa — un diseño de arco-gravedad de hormigón que se eleva 221 metros de altura y 379 metros de ancho en su coronación — fue la estructura de hormigón más grande del mundo y la mayor instalación hidroeléctrica del mundo en el momento de su construcción. Construida durante la Gran Depresión por el consorcio Six Companies utilizando un innovador sistema de "perforadora jumbo" que permitía realizar múltiples operaciones de perforación y voladura simultáneamente, la presa Hoover empleó aproximadamente cinco mil trabajadores en el pico de la construcción. La presa creó el lago Mead, entonces el embalse artificial más grande del mundo, almacenando aproximadamente 36,7 kilómetros cúbicos de agua. Los generadores de la presa Hoover — diecisiete unidades generadoras con una capacidad total de 2.080 megavatios — suministraron electricidad a Los Ángeles, Phoenix y Las Vegas y sustentaron el desarrollo del suroeste estadounidense.

La presa Grand Coulee sobre el río Columbia en el estado de Washington, completada en 1942 y posteriormente ampliada, se convirtió en la mayor instalación hidroeléctrica de los Estados Unidos, con una capacidad de generación total de aproximadamente 6.809 megavatios en tres casas de máquinas. La construcción de Grand Coulee, que requirió mover más de tres veces el material excavado para el canal de Panamá, también creó el Proyecto de la Cuenca del Columbia — un extenso sistema de riego que transformó la meseta seca del este de Washington en una de las regiones agrícolas más productivas de los Estados Unidos, proporcionando agua para aproximadamente un millón de acres.

La Autoridad del Valle de Tennessee (TVA), creada por el Congreso de los Estados Unidos en 1933 como parte del New Deal de Franklin Roosevelt, construyó un sistema de aproximadamente cincuenta presas a lo largo del río Tennessee y sus afluentes, transformando una de las regiones más pobres y propensas a las inundaciones de los Estados Unidos en una economía industrial con energía confiable y caudales fluviales controlados. Las presas de la TVA — incluyendo la presa Norris, la presa Wilson y la presa Fontana — proporcionaron la electricidad que alimentó la instalación de la bomba atómica de Oak Ridge y las fundiciones de aluminio que produjeron aeronaves para la Segunda Guerra Mundial.

La Unión Soviética emprendió un desarrollo hidroeléctrico igualmente ambicioso, construyendo una serie de presas masivas sobre el Volga, el Dniéper y otros ríos principales como parte de su programa de industrialización. La presa Dneproges sobre el río Dniéper, completada en 1932, fue el centro de la propaganda soviética de electrificación; fue destruida por las fuerzas soviéticas en retirada en 1941 para evitar su captura por las tropas alemanas y posteriormente reconstruida. La presa de Bratsk sobre el río Angara en Siberia, completada en 1967, tenía una capacidad de 4.500 megavatios y fue durante un tiempo la mayor central hidroeléctrica del mundo.

Las ambiciones hidroeléctricas de China se concretaron de manera más dramática con la presa de Gezhouba (completada en 1988) y la presa de las Tres Gargantas (completada en 2006) sobre el río Yangtsé. El proyecto de las Tres Gargantas — concebido en la década de 1930 bajo Sun Yat-sen, debatido durante gran parte del siglo veinte y finalmente aprobado por el Congreso Nacional del Pueblo Chino en 1992 (con una minoría significativa de delegados oponiéndose o absteniéndose, algo inusual en los procedimientos legislativos chinos) — es la mayor central eléctrica del mundo por capacidad de generación total. La presa de las Tres Gargantas, una presa de gravedad de 2.335 metros de largo y 185 metros de alto, alberga treinta y dos generadores principales y dos unidades más pequeñas con una capacidad nominal total de 22.500 megavatios, proporcionando aproximadamente entre el nueve y el diez por ciento de la electricidad de China en generación plena. El proyecto requirió la reubicación de aproximadamente 1,3 millones de personas de comunidades que fueron inundadas por el embalse de las Tres Gargantas — la mayor reubicación humana involuntaria de la historia para un único proyecto de infraestructura.

La presa Itaipú: el mayor productor de electricidad del mundo

La presa Itaipú sobre el río Paraná en la frontera entre Brasil y Paraguay ha sido, durante la mayor parte de su vida operativa, el mayor productor de electricidad del mundo medido por generación anual. Construida conjuntamente por Brasil y Paraguay bajo un tratado de 1973 y completada en 1984 (con todas las unidades generadoras en operación para 1991), Itaipú representa una de las asociaciones internacionales de infraestructura más exitosas de la historia.

El proyecto Itaipú requirió la desviación del río Paraná — uno de los ríos más grandes de América del Sur — hacia un canal de derivación mientras se construía la presa principal, y la voladura de las cataratas del Sete Quedas (Guairá), que en su apogeo se encontraban entre las cataratas más caudalosas del mundo por caudal total de agua. La pérdida de las cataratas del Sete Quedas fue lamentada por los brasileños y se convirtió en símbolo de los costos ambientales y culturales del desarrollo de grandes presas.

La estructura de la presa — una presa de gravedad de hormigón complementada con secciones de contrafuertes — se extiende aproximadamente 7,9 kilómetros a través del valle del río Paraná. Las veinte unidades generadoras tienen una capacidad nominal combinada de 14.000 megavatios, lo que convierte a Itaipú en la segunda mayor central hidroeléctrica por capacidad instalada después de las Tres Gargantas. En la mayoría de los años, la generación real de Itaipú ha superado la generación de las Tres Gargantas debido a caudales fluviales más consistentes, y en 2016 Itaipú estableció un récord mundial de generación de electricidad anual con 103,1 teravatios-hora.

La electricidad de Itaipú se divide entre Brasil y Paraguay según los términos del tratado de 1973: cada país recibe la mitad de la producción, pero la parte correspondiente a Paraguay supera ampliamente sus necesidades eléctricas domésticas, por lo que Paraguay vende la mayor parte de su cuota a Brasil a precios fijados por el tratado — un arreglo que ha sido fuente de tensión diplomática ya que Paraguay ha argumentado que los precios deberían reflejar los valores de mercado.

La presa de Asuán y sus consecuencias

La presa de Asuán sobre el Nilo en Egipto, completada en 1970 con asistencia técnica y financiera soviética, es una de las presas más trascendentales jamás construidas — para bien y para mal. La población de Egipto había sido periódicamente devastada por las inundaciones cuando el Nilo estaba alto y por la sequía y el hambre cuando estaba bajo; la presa fue diseñada para controlar ambos extremos, almacenando el agua de las inundaciones en el lago Nasser para liberarla durante los períodos secos.

La presa — de 111 metros de altura y 3.830 metros de longitud — creó el lago Nasser, que se extiende aproximadamente 550 kilómetros hacia arriba por el valle del Nilo hasta Sudán. El llenado del lago Nasser requirió la reubicación de aproximadamente 90.000 egipcios nubios y sudaneses de comunidades que fueron inundadas, muchos de los cuales fueron trasladados a entornos desérticos desconocidos donde los modos de vida tradicionales agrícolas y pesqueros eran imposibles. La UNESCO organizó un esfuerzo internacional para rescatar los antiguos templos egipcios de Abu Simbel (encargados por el faraón Ramsés II) y Filé, cortándolos de la roca y reensamblarlos en ubicaciones más elevadas sobre el embalse — una operación de rescate arqueológico sin precedentes.

Los beneficios de la presa han sido sustanciales: ha proporcionado a Egipto suministros de agua confiables para el riego de aproximadamente un millón de acres adicionales, ha controlado la crecida del Nilo que anteriormente causaba periódicas inundaciones devastadoras, ha permitido la navegación durante todo el año y ha generado aproximadamente entre 10.000 y 12.000 millones de kilovatios-hora de electricidad por año (aproximadamente el doce por ciento de la electricidad de Egipto en el momento de su finalización). Sin embargo, la presa también ha tenido consecuencias no deseadas significativas: el Nilo ya no deposita el fértil limo que anteriormente renovaba los suelos agrícolas de Egipto, lo que requiere un uso drásticamente mayor de fertilizantes químicos; las pesquerías mediterráneas que dependían de los sedimentos ricos en nutrientes del Nilo han disminuido; y el delta del Nilo está hundiéndose ya que ya no recibe nuevos sedimentos, lo que lo hace cada vez más vulnerable a la elevación del nivel del mar.

Cómo funcionan las centrales hidroeléctricas

Una central hidroeléctrica convierte la energía potencial del agua almacenada a cierta altura en energía cinética a medida que el agua cae, luego en energía mecánica rotacional en una turbina, y finalmente en energía eléctrica en un generador. La cantidad de energía generada es proporcional al producto del caudal de agua y el salto (caída vertical), lo que hace que la combinación de alto caudal y gran salto sea la configuración más potente.

En una central hidroeléctrica de almacenamiento convencional, una presa crea un embalse detrás de ella al represar el caudal del río. El agua es captada desde el embalse a través de estructuras de toma hacia tuberías forzadas — grandes tuberías de acero que transportan el agua hacia la casa de máquinas en la base de la presa, acelerando el agua a medida que cae. En la casa de máquinas, el agua golpea los álabes de la turbina, provocando que esta gire a alta velocidad; el eje de la turbina está conectado a un generador que convierte el movimiento rotacional en electricidad. El agua sale a través de un tubo de aspiración y regresa al río aguas abajo de la presa.

El tipo de turbina se selecciona en función del salto disponible. La turbina Francis — un diseño de flujo mixto en el que el agua entra al rodete radialmente y sale axialmente — es el tipo más utilizado, cubriendo el rango de altura media y alta (aproximadamente de quince a seiscientos metros). La turbina Kaplan, una turbina de tipo hélice con ángulo de álabe ajustable que puede variar el ángulo del álabe para mantener una alta eficiencia en una amplia gama de caudales, se utiliza para instalaciones de baja altura (típicamente de dos a cuarenta metros). La turbina de impulso Pelton, en la que chorros de agua a alta velocidad golpean cubetas en forma de taza, se utiliza para las mayores alturas (típicamente más de trescientos metros). La turbina Deriaz (flujo diagonal, álabes ajustables) se utiliza para aplicaciones intermedias, y varios diseños de flujo transversal y de hélice ocupan nichos de mercado más pequeños.

La tecnología de generadores para centrales hidroeléctricas está muy desarrollada y es confiable. Los generadores hidroeléctricos son esencialmente idénticos en principio a los generadores de centrales termoeléctricas — un imán giratorio (rotor) dentro de un devanado estacionario (estátor) genera corriente alterna a la frecuencia de la red (cincuenta o sesenta hercios, según el país). Los generadores hidroeléctricos se distinguen por sus grandes diámetros (que a veces superan los diez metros), sus bajas velocidades de rotación (sincronizadas con la frecuencia de la red en el número apropiado de polos, típicamente de veinte a cien RPM) y sus vidas útiles muy largas — las turbinas y generadores hidroeléctricos operan rutinariamente durante cincuenta a cien años con revisiones periódicas.

Hidroelectricidad por bombeo: la mayor batería del mundo

La hidroelectricidad de almacenamiento por bombeo (HAB) — en la que se bombea agua cuesta arriba desde un embalse inferior a uno superior durante períodos de baja demanda eléctrica, y luego se libera cuesta abajo a través de turbinas cuando la demanda y los precios de la electricidad son altos — es con diferencia la mayor forma de almacenamiento de energía del mundo. La capacidad global de almacenamiento por bombeo alcanzó aproximadamente 170 gigavatios en 2024, lo que representa más del noventa por ciento de toda la capacidad de almacenamiento de energía a escala de servicios públicos en todo el mundo.

El concepto de hidroelectricidad de almacenamiento por bombeo fue implementado por primera vez en Europa a finales del siglo diecinueve: la planta de Engeweiher en Schaffhausen, Suiza, bombeó agua en 1882 utilizando una bomba centrífuga. El desarrollo comercial del almacenamiento por bombeo se aceleró en las décadas de 1950 y 1960 cuando las centrales nucleares — que generan energía a una producción constante y no pueden reducir fácilmente la generación durante los períodos de baja demanda — crearon la necesidad de almacenamiento de energía para absorber el exceso de generación nocturna. El almacenamiento por bombeo se convirtió en la solución estándar a este problema, con importantes instalaciones de almacenamiento por bombeo construidas en los Alpes, en las montañas de Gales y Escocia (Dinorwig en Gales y Cruachan en Escocia), en los Apalaches y las Montañas Rocosas de los Estados Unidos, y en Japón.

La Estación de Almacenamiento por Bombeo del condado de Bath en Virginia, completada en 1985, es la mayor planta de almacenamiento por bombeo del mundo, con seis unidades de bomba-turbina reversibles de 350 megavatios cada una que pueden proporcionar 2.100 megavatios de generación o absorber 2.100 megavatios de potencia de bombeo. El condado de Bath almacena suficiente energía para abastecer a aproximadamente 750.000 hogares durante aproximadamente diez horas.

La eficiencia de ida y vuelta del almacenamiento por bombeo — la relación entre la electricidad que sale y la electricidad que entra en un ciclo completo de bombeo-generación — es típicamente del setenta al ochenta y cinco por ciento, dependiendo de la instalación específica. Esta aparente pérdida de energía es económicamente beneficiosa cuando la electricidad almacenada vale más que la electricidad utilizada para el bombeo — típicamente porque el bombeo utiliza electricidad barata fuera de los períodos de mayor demanda (incluida la generación excedente de energía eólica y solar) mientras que la generación atiende los períodos de demanda máxima cuando los precios de la electricidad son altos.

El almacenamiento por bombeo está experimentando un renovado interés y un nuevo desarrollo significativo impulsado por el crecimiento de la energía renovable variable (eólica y solar), que crea períodos de generación excedente (particularmente al mediodía para la solar, o en condiciones de viento nocturno para la eólica) que son ideales para el bombeo, y períodos de demanda máxima sin generación renovable que se benefician del agua almacenada. China, India, Europa y los Estados Unidos tienen importantes programas de construcción de almacenamiento por bombeo en marcha en la década de 2020.

Un enfoque más reciente, el almacenamiento por bombeo de velocidad variable, utiliza máquinas de inducción doblemente alimentadas o inversores de conversión completa para permitir que la bomba-turbina opere a velocidades de rotación variables, lo que permite una regulación de potencia más precisa y una respuesta más rápida a las fluctuaciones de frecuencia de la red. El almacenamiento por bombeo de velocidad variable puede proporcionar servicios auxiliares de red — regulación de