Gravitational water vortexhydraulic turbineimplementation in Colombia: hydropower potential andprospects

Abstract

ABSTRACT: The availability of energy has changed humanity over the last centuries. The first types of energy used by humanity were renewable energies: biomass, wind, and water. But, for the last two centuries, fossil fuels have been the protagonists of world energy consumption. However, recently there has been an awareness of the great energy dependence on a finite resource, geographically concentrated in a few countries, which in addition to degrading the environment, is subject to large fluctuations in price. From renewable energies, hydroelectricity is currently the most important source in the Latin American electricity matrix. Current projections suggest that the installed hydroelectric capacity will continue to grow to meet future electricity demand. New turbine designs, such as gravitational water vortex hydraulic turbines, have drawn the attention of many researchers due to their easy installation and maintenance, and their low environmental impact. This work presents the hydropower potential and prospects for the implementation of this type of turbine in the Colombian context, and as well as a general description of the current panorama of the Colombian energy system.

RESUMEN: La disponibilidad de la energía ha cambiado a la humanidad en los últimos siglos. Los primeros tipos de energía utilizados por la humanidad fueron las energías renovables: la biomasa, el viento y el agua. Pero, desde hace dos siglos, los combustibles fósiles han sido los protagonistas del consumo energético mundial. Sin embargo, recientemente se ha tomado conciencia de la gran dependencia energética de un recurso finito, concentrado geográficamente en unos pocos países, que además de degradar el medio ambiente, está sujeto a grandes fluctuaciones de precio. De las energías renovables, la hidroelectricidad es actualmente la fuente más importante de la matriz eléctrica latinoamericana. Las proyecciones actuales sugieren que la capacidad hidroeléctrica instalada seguirá creciendo para satisfacer la futura demanda de electricidad. Los nuevos diseños de turbinas, como las turbinas hidráulicas de vórtice de agua gravitacional, han llamado la atención de muchos investigadores debido a su fácil instalación y mantenimiento, y su bajo impacto ambiental. Este trabajo presenta el potencial hidroeléctrico y las perspectivas de implementación de este tipo de turbinas en el contexto colombiano, así como una descripción general del panorama actual del sistema energético colombiano.