Les centrals hidroelèctriques són instal·lacions que aprofiten el flux daigua per generar energia elèctrica. Aquestes centrals estan limitades per les particularitats i les característiques de les seves regions, ja que la topografia del terreny condiciona tant l'obra civil com l'elecció de la maquinària. Hi ha diferents tipus de centrals hidroelèctriques segons la ubicació, la capacitat i el mètode de generació d'energia. En aquest article, explorarem en profunditat els tipus de centrals hidroelèctriques, com funcionen i quins són els seus avantatges.
Què és una central hidroelèctrica?
Una central hidroelèctrica és una instal·lació dissenyada per generar electricitat a partir de laigua emmagatzemada en un embassament. El procés de generació comença quan laigua, alliberada des duna altura considerable, passa per una turbina que converteix lenergia potencial de laigua en energia mecànica. Aquesta energia mecànica és posteriorment transformada en electricitat mitjançant un alternador.
El propòsit del sistema de captació és crear un pendent que permeti aprofitar lenergia potencial acumulada de laigua. Quan l'aigua passa a través de la turbina, es genera un moviment de rotació que encén l'alternador, produint així electricitat.
Les centrals hidroelèctriques estan formades per diversos components essencials:
- presa: La seva funció és retenir l'aigua a l'embassament. Inclou un sobreeixidor per alliberar l'excés d'aigua sense fer-se malbé.
- turbina: Converteixen l'energia de l'aigua en energia cinètica.
- alternador: Converteix lenergia cinètica en electricitat.
- Canonades: Dirigeixen el flux de laigua cap a la central.
- Vàlvules: Controlen el pas de laigua per evitar desbordaments.
A més, a les grans centrals, hi ha mecanismes coneguts com a destructors d'energia, que s'encarreguen de dissipar l'excés de força de l'aigua per evitar danys a l'estructura i al terreny circumdant.
Tipus de centrals hidroelèctriques
Les centrals hidroelèctriques es poden classificar segons la potència i la ubicació de les instal·lacions. Depenent de la quantitat d'energia que puguin produir i la seva capacitat d'emmagatzematge, podem parlar dels tipus de centrals següents:
- Centrals hidroelèctriques d'alta potència: Amb una capacitat superior a 10 MW.
- Mini centrals hidroelèctriques: Produeixen entre 1 MW i 10 MW.
- Microcentrals hidroelèctriques: Centrals amb una capacitat inferior a 1 MW, usades en comunitats petites o per a autoconsum.
També hi ha altres classificacions de centrals hidroelèctriques, basades principalment en la seva ubicació i en la manera com gestionen el flux d'aigua. Aquestes inclouen:
- De flux continu: Aquestes centrals no tenen capacitat per emmagatzemar aigua. Funcionen directament amb el cabal del riu, cosa que significa que són menys eficaços durant les sequeres.
- D'embassament o emmagatzematge: Utilitzen preses per emmagatzemar grans quantitats d'aigua, cosa que permet controlar el cabal de l'aigua i la generació d'energia de manera regulada.
- Al peu de presa: Es construeixen directament a un riu o llac, on la presa actua de dipòsit natural.
- Centrals de bombament o reversibles: Aquestes centrals emmagatzemen aigua en embassaments situats a diferents nivells. En moments de baixa demanda, l'aigua és bombada a l'embassament superior, i durant els pics de demanda s'allibera per generar energia addicional.
Funcionament dels diferents tipus de centrals hidroelèctriques
El funcionament d'una central hidroelèctrica varia segons el tipus, tot i que totes segueixen el principi d'aprofitar l'energia continguda a l'aigua per generar electricitat.
- Flux continu: En aquest tipus de central, part de l'aigua del riu es desvia mitjançant un bocatoma cap a un canal o canonada que la dirigeix cap a les turbines. Un cop generada l'electricitat, l'aigua es torna a la llera del riu.
- Central a peu de presa: Aquest tipus aprofita un embassament en un riu o llac. L'aigua es regula a través de comportes per fer girar les turbines i generar electricitat.
Centrals hidroelèctriques de bombament
Les centrals de bombament són un tipus especial de planta hidroelèctrica. Funcionen com una bateria gegant, ja que emmagatzemen energia bombant aigua des d'un embassament inferior a un de superior durant les hores de menor demanda i després alliberen aquesta aigua per generar electricitat durant els pics de demanda.
Aquest sistema millora la generació delectricitat i flexibilitza lús daltres fonts energètiques. A més, els cicles de bombament i alliberament són una ajuda fonamental per equilibrar la xarxa denergia elèctrica.
Avantatges de l'energia hidroelèctrica
L'energia hidroelèctrica és una font d'energia renovable, neta i eficient, amb diversos avantatges tant a nivell energètic com ambiental i econòmic:
- Renovable i no contaminant: Atès que utilitza aigua, una font natural i renovable, no emet gasos amb efecte d'hivernacle ni altres contaminants.
- Cost operatiu baix: Tot i que la inversió inicial és alta, els costos d'operació i manteniment són baixos, ja que les turbines i els equips tenen una vida útil extensa i requereixen poca supervisió.
- Control de recursos hídrics: Les preses poden regular el flux dels rius, fet que contribueix a la protecció contra inundacions, el subministrament d'aigua potable i el reg agrícola.
- Alta eficiència energètica: En comparació amb altres tecnologies, la conversió d'energia de l'aigua és molt eficient, cosa que permet generar grans quantitats d'electricitat amb pocs recursos.
A banda d'aquests avantatges, les centrals hidroelèctriques també aporten altres beneficis a nivell local, com ara la creació de camins i àrees recreatives que fomenten el turisme, i en alguns casos, millores en la navegació fluvial.
En resum, les centrals hidroelèctriques constitueixen una opció altament competitiva dins del sector de les energies renovables per la seva capacitat per generar energia a baix cost, la seva flexibilitat per satisfer la demanda i el seu impacte ambiental relativament baix si es gestionen correctament.