Centrals hidroelèctriques.

Centrals hidroelèctriques.
Assut de l'infern, a Vilallonga (València)

Una turbina hidroelèctrica és una màquina que aprofita l'energia potencial de l'aigua (pressió generada per diferència d'altura) per tal d'obtenir energia elèctrica.

Té dos parts ben diferenciades:

La turbina transforma l'energia potencial en energia mecànica, és a dir, gira un eix el qual està acoblat a l'alternador.

L'alternador transforma l'energia mecànica en energia elèctrica la qual pot anar a la xarxa de Red Eléctrica Española (al mercat elèctric) o a autoconsum.

Tipus de turbines

N'hi ha molts tipus de turbines, però, els principals tipus en són la Francis, la Pelton i la Kaplan.

Cadascuna té un tipus de "rodet" o "aspa" que aprofita per a un tipus de "salt d'aigua" diferent. Els principals paràmetres per triar una o d'altra són l'altura d'aigua o salt(m) i el cabal disponible(m^3/s).

En roig-->Kaplan. En groc-->Francis. En verd-->Pelton. (imatge cortesia de Voith Hidro)

La Pelton aprofita per a salts de poc cabal, però molta altura, és a dir, tubs primets a prou pressió.

La Francis cobreix una àrea mitjana, és un poc tot terreny.

Per últim, la Pelton és per a salts d'uns pocs metres però força cabalosos. Les altures solen ser d'un parell de metres, però la demanda de cabal és altíssima.

Tipus de centrals hidroelèctriques

Com que ja hem introduït les turbines hidràuliques les posarem en context per a comprendre millor el seu funcionament.

Central hidroelèctrica fluent:

És la que desvia part del cabal del riu per mitjà d'un assut, l'aigua és conduïda mitjançant una séquia (o conducció oberta) fins al punt de màxima altura, arribem a la càmera de càrrega, que vindria a ser com un embut on l'aigua ingressa a una canonada (o tub forçat). Des d'aquest tub va a la sala de màquines on alimentarà una turbina.

L'aigua ix de la turbina de la mateixa forma que entra, és a dir, no hi ha un consum d'aigua. L'aigua que ix de la turbina es retorna al riu.

Esquema C.H. Fluent

Central hidroelèctrica a peu de pressa:

A aquest escenari tenim una pressa, és a dir, un emmagatzemament d'aigua en un riu.

Quan la pressa desaigua a través de la turbina, generarà energia.

Esquema C.H. a peu de pressa

Central hidroelèctrica de bombeig:

Mòde de generació electrica Mòde de bombeig

És similar a la de peu de pressa, amb la diferència de què aquesta és "reversible".

Per un costat obtenim energia elèctrica gràcies al salt d'aigua d'un punt elevat a altre més baix. Fins ací res de nou.

La diferència és que podem aportar energia sobrant de la xarxa i bombejar aigua al punt més alt de nou per generar energia més tard. És com una mena de bateria.

Doble turbina Francis (imatge cortesia d'Endesa)