Una central hidroelèctrica és un conjunt d'obres d'enginyeria hidràulica juntament amb una sèrie de màquines adequades. L'objectiu d'una central hidroelèctrica és l'obtenció d' electricitat a partir de l'energia potencial de masses d'aigua en moviment.
Aquest tipus de centrals elèctriques aprofiten l'energia potencial de l'aigua per generar energia elèctrica.
L'energia produïda per les plantes hidroelèctriques s'ha de classificar en tots els aspectes com a energia renovable. Gràcies al cicle de l'aigua , aquest recurs pot reutilitzar sense fi amb el mateix propòsit sense sotmetre a un procés de purificació. El concepte de renovabilitat està subordinat a la constància del volum anual de les entrades totals.
Les plantes hidroelèctriques tenen la particularitat de ser activades i desactivades en pocs minuts amb l'obertura immediata de les vàlvules hidràuliques de comporta. Aquesta característica ofereix la possibilitat de cobrir fàcilment els pics sobtats de demanda d'energia elèctrica que puguin ocórrer.
Com funciona una central hidroelèctrica?
Una central hidroelèctrica moderna es compon de: un embassament, un presa, comportes, turbines i generadors.
El dipòsit emmagatzema el "combustible" i permet als operadors controlar la quantitat d'aigua que s'alimenta a les turbines. També serveix com a dipòsit de sedimentació: la major part de la brutícia i les deixalles a l'aigua es dipositen en el fons i lluny de l'àrea de succió.
Entrada d'aigua
L'aigua que prové de la conca es transporta a les turbines a través d'una entrada (presa de comporta) i un conducte forçat. Un sistema de filtre d'entrada neta encara més l'aigua per garantir que estigui relativament lliure de sòlids en suspensió, el que podria danyar les pales de la turbina.
Els sistemes hidràulics treballen junts per obrir i tancar les vàlvules de comporta que permeten que el cabal d'aigua flueixi aigües avall de la conca. Aquests sistemes són: el regulador, els frens, els controls de la comporta, etc.
Accionament de la turbina hidràulica
La roda d'aigua del passat s'ha convertit en una turbina moderna. A diferència de la forma i la configuració de la pala, els tres tipus principals de turbines són Francis, Kaplan i Pelton, que porten el nom dels seus inventors.
Independentment del tipus de disseny, la turbina transforma l'energia cinètica del moviment o caiguda d'aigua en energia mecànica.
Generador elèctric
La turbina està connectada a través de l'eix a el rotor d'un generador elèctric que converteix l'energia mecànica en electricitat.
Per a una màxima eficiència, les turbines estan fetes a mida per a cada planta hidroelèctrica.
Quins són els tipus de centrals hidroelèctriques?
Centrals hidroelèctriques es poden dividir en tres grans grups depenent de l'alçada de la caiguda. Cada tipus utilitza un disseny de turbina hidràulica determinat per maximitzar el seu rendiment.
Instal·lacions de baixa pressió de tensió. La caiguda d'aigua en aquestes centrals hidroelèctriques és inferior a 25 m.
Instal·lacions de mitja tensió. La caiguda d'aigua en aquestes centrals hidroelèctriques és d'entre 25 i 100 m. És el tipus d'energia hidroelèctrica és el més comú.
Instal·lacions d'alta tensió. La caiguda d'aigua en aquestes centrals hidroelèctriques és superior a 100 m.
Què són les centrals de bombament?
Les plantes d'emmagatzematge per bombeig són plantes d'energia que omplen la seva pròpia conca d'emmagatzematge amb aigua quan es produeix electricitat en excés de consum.
La planta d'energia després compra electricitat a un preu inferior al seu preu mitjà, moment en el qual canvia la seva configuració i bomba aigua als seus tancs d'emmagatzematge. Quan el consum excedeix el subministrament d'electricitat, la central elèctrica ven l'electricitat que produeix dels seus tancs d'emmagatzematge als consumidors a un preu que és més car que el seu preu mitjà.
Les centrals de bombament utilitzen dos embassaments situats a diferents alçades. Quan hi ha demanda, la central genera electricitat com una planta convencional. L'aigua cau de l'embassament superior, acciona les turbines i s'emmagatzema a l'embassament inferior.
Quan la demanda és baixa, es bomba de nou l'aigua de l'embassament inferior, a peu de presa, a l'embassament superior.
Características de una central hidroeléctrica
Les característiques principals que determinen la capacitat de producció d'una central hidroelèctrica són:
La potència que depèn de la diferència de nivell entre el nivell mitjà de l'embassament i el nivell de les aigües a peu de presa.
El cabal d'aigua màxim que la central és capaç de passar per les turbines.
Les característiques de les turbines i els generadors elèctrics.
L'energia que la central és capaç de garantir en un temps determinat (generalment, un any).
Les turbines que s'utilitzen per transformar l'energia mecànica en electricitat són quatre:
Turbina Pelton
Tigre Turbina
Turbina Turgo
Turbina Francis
Avantatges de les centrals hidroelèctriques
Els beneficis de la generació elèctrica mitjançant plantes hidroelèctriques en comparació amb altres alternatives són:
Cost econòmic baix
El principal avantatge de l'energia hidroelèctrica és l'eliminació del cost de combustible. El cost de funcionament d'una central hidroelèctrica és gairebé immune als augments en els costos de combustibles fòssils.
El combustible no és necessari i no necessita ser importat.
El cost de mà d'obra en general és baix, ja que les plantes estan automatitzades i tenen poc personal durant l'operació.
Una central hidroelèctrica pot establir-se amb costos relativament baixos de construcció, proporcionant una útil font d'ingressos per compensar els costos d'operació de base.
Avantatges mediambientals
Aquesta forma de generar energia no emet gasos d'hivernacle.
A l'ésser una energia renovable no no consumeix combustibles fòssils. Per tant, no emet gasos d'efecte hivernacle amb el diòxid de carboni, entre d'altres.
Altres tipus d'activitats: Activitats recreatives, esports i turisme
Els embassaments situats a la central, de vegades ofereixen facilitats pels esports aquàtics, convertint-se en atractius turístics en si mateixos.
En alguns països la cria de peixos en bases és comuna.
Dels usos múltiples de les preses per al reg instal·lat, pot recolzar l'establiment de cultiu relativament constant amb l'abast de l'aigua.
Inconvenients de les centrals hidroelèctriques
Manteniment
Un problema relacionat amb les centrals hidroelèctriques és l'acumulació de sediments a l'embassament superior. Aquest problema apareix inevitablement al llarg de el temps.
Per evitar això, els sediments acumulats han de ser dragatges periòdicament.
Inconvenients mediambientals
La presència d'una presa implica certes complicacions a nivell del medi ambient:
Les preses bloquegen el transport de sòlids dels rius (sorra i grava).
L'aigua que surt de la central està lliure de sediments, el que altera l'equilibri entre el subministrament sòlid i l'activitat erosiva a les aigües aigües avall. A causa de la contribució reduïda o nul·la sòlida, hi ha el fenomen de l'erosió costanera.
Modificació de paisatge.
Destrucció d'hàbitats naturals.
Molts d'aquests problemes ambientals no ocorren en els sistemes "MINI-HYDRO", que en la majoria dels casos no requereixen la construcció de preses.
