2.1. Les centrals hidroelèctriques

Una central hidroelèctrica és una instal·lació que permet aprofitar les masses d'aigua en moviment que circulen pels rius per transformar-es en energia elèctrica. Segons la potència instal·lada, les centrals hidroelèctriques poden ser centrals de gran potència (més de 10 MW), minicentrals hidràuliques (entre 1 MW i 10 MW) i microcentrals hidràuliques (menys d'1 MW).Hi ha molts tipus de centrals hidroelèctriques ja que les característiques del terreny on se situa la central en condicionen en gran part el disseny. En podríem fer una classificació a partir de tres models bàsics:

• • Centrals d'aigua fluent. En aquest cas no hi ha embassament, el terreny no té gaire desnivell i cal que el cabal del riu sigui prou constant per a assegurar-ne una potència determinada durant tot l'any. Durant la temporada de precipitacions abundants, aquestes centrals desenvolupen la seva màxima potència i deixen passar aigua excedent. En canvi, durant l'època seca, la potència disminueix en funció del cabal, el qual, a l'estiu, arriba a ser gairebé nul en alguns rius.

  • Centrals d'embassaments. S'hi emmagatzema un volum considerable d'aigua a dalt de les turbines mitjançant la construcció d'una o més preses que formen llacs artificials. L'embassament permet graduar la quantitat d'aigua que passa per les turbines. Amb l'embassament es pot produir energia elèctrica durant tot l'any encara que el riu s'assequi completament durant alguns mesos, cosa que seria impossible amb una central d'aigua fluent. Aquestes centrals exigeixen, generalment, una inversió de capital més gran que les d'aigua fluent. Dins d'aquests tipus hi ha dues variants de centrals.

  • Centrals de bombatge o reversibles. Són un tipus especial de centrals que fan possible un ús més racional dels recursos hidràulics. Disposen de dos embassaments situats a diferent nivell. Quan la demanda diària d'energia elèctrica és màxima, aquestes centrals treballen com una central convencional: l'aigua cau des de l'embassament superior fent girar les turbines i després queda emmagatzemada a l'embassament inferior. Durant les hores del dia de menor demanda, l'aigua és bombada a l'embassament superior perquè torni a fer el cicle productiu.

1. Components principals d'una central hidroelèctrica

1.1. Presa. 

És el primer element que trobem en una central hidroelèctrica. S'encarrega de tallar l'aigua d'un riu i emmagatzemar-la en un embassament. Amb aquesta construcció s'aconsegueix un determinat desnivell de l'aigua, que s'aprofita per a aconseguir energia. La presa és un element essencial i la seva forma depèn principalment de l'orografia del terreny i del curs de l'aigua on s'ha de situar. Les preses es poden classificar, segons el material utilitzat en la seva construcció, en preses de terra i preses de formigó. Les preses de formigó són les més resistents i les més utilitzades. N'hi ha de tres tipus en funció de la seva estructura: de gravetat, de volta i de contraforts.

• Presa de gravetat: de planta lineal. transmet l’empenta de l’aigua de l’embassament cap al terra. la seva secció s’eixampla cap a baix per aconseguir la estabilitat necessària i suportar la pressió de l’aigua, què és més gran al fons de l’embassament que a la superfície. La presa de la que serà la hidroelèctrica mès potent del món, la presa de les tres gargantes, és de gravetat.

• Presa de contraforts:  Els contraforts empenyen el mur en sentit contrari al de l’aigua.

• Presa de volta: Corbada, tant en planta com en secció. transmet l’empenta de l’aigua de l’embassament cap als extrems. Es construeix en valls estretes. Una de les més grans és la presa Hoover, als EUA.

2. Funcionament d'una central hidroelèctrica.

Fem baixar l'aigua per la canonada, transformant l'energia potencial que te (degut a l'alçada de la presa) en energia cinètic (degut a la velocitat que agafa). L'aigua fa girar els àleps de la turbina, i aquesta l'alternador , produint energia elèctrica.

Mira l'animació i el vídeo per veure de forma més detallada tot aquest procés:

3. Les turbines hidràuliques

Les turbines que s'utilitzen actualment amb més bons resultats són les turbines Pelton, Francis i Kaplan. A continuació n'enumerem les característiques tècniques i les aplicacions més destacades:

• • Turbina Pelton. Es coneix amb el nom de turbina de pressió. Són adequades per als salts de gran altura i per als cabals relativament petits. La forma d'instal·lació més habitual és la disposició horitzontal de l'eix.

4. Impacte ambiental de les centrals hidroelèctriques

Sempre s'ha considerat que l'electricitat d'origen hidràulic és una alternativa energètica neta. Tot i així, val a dir que també es deriven determinats efectes ambientals a causa de la construcció de centrals hidroelèctriques i de la seva infraestructura (embassament, presa, canals...).

La construcció de preses i, per extensió, la formació d'embassaments provoca un impacte ambiental que s'estén des dels límits superiors de l'embassament fins a la costa. Aquest impacte té les conseqüències següents, moltes de les quals irreversibles:

• Submergeix terrenys i desplaça els habitants de les zones negades.

• Altera el territori reduint-hi la biodiversitat.

• Modifica i limita el cicle de vida de la fauna.