Lumea energiilor regenerabile este formata din diverse surse, toate cu acelasi obiectiv: generarea de energie curata cu zero emisii de gaze cu efect de sera, folosind resurse naturale inepuizabile. În acest articol, vom explora hidroelectrică, una dintre cele mai eficiente surse de energie regenerabilă care există.
Vom explica în detaliu ce este energia hidroelectrică, cum funcționează, care sunt cele mai importante caracteristici ale acesteia, ce avantaje și dezavantaje prezintă și ce tipuri de hidrocentrale există.
Ce este energia hidroelectrică
La hidroelectrică este energia obţinută din profitul de miscarea apei prin căderea de la înălțime, care generează electricitate prin activarea unei turbine. Acest proces folosește energia potențială a apei dintr-un rezervor sau râu, transformând-o mai întâi în energie mecanică printr-o turbină și apoi în energie electrică printr-un generator.
Pentru a valorifica această energie, este de obicei necesară o infrastructură considerabilă, cum ar fi un baraj, pentru a stoca apa și apoi a o elibera prin conducte forțate către turbine. Cu toate acestea, există diferite tipuri de plante care variază în funcție de modul în care sunt utilizate.
Electricitatea generată prin energie hidroelectrică este produsă cu emisii zero de gaze poluante, ceea ce o face o opțiune foarte atractivă pentru reducerea impactului asupra mediului și trecerea către un sistem energetic mult mai durabil. În plus, un avantaj cheie este că această energie este regenerabile, deoarece ciclul apei este continuu.
Părți ale unei centrale hidroelectrice
O condiție de bază pentru ca o hidrocentrală să funcționeze corect este ca aceasta să fie bine structurată. Astfel, principalele părți care alcătuiesc o centrală hidroelectrică sunt:
- Baraj: Este structura fundamentală care stochează apă si genereaza gradientul necesar obtinerii energiei potentiale. Barajul poate fi din beton sau pământ, dar principala sa funcție este de a reține apă.
- Versuri: Acestea au grijă eliberează apă în caz de exces, împiedicând rezervorul să-și depășească capacitatea. Acestea sunt de obicei situate în vârful barajului și misiunea lor este de a proteja infrastructura.
- Aportul de apă: Canalizează apa către turbine. O poartă reglează cantitatea de apă care trece și este protejată de filtre pentru a preveni pătrunderea deșeurilor.
- Centrală electrică: Aici sunt cele turbine si generatoare care transformă energia mecanică a apei în electricitate. Este inima plantei.
- Turbine hidraulice: Transformă energia cinetică a apei în energie de rotație. Cele mai frecvente sunt cele Pelton, Francis și Kaplan, fiecare pentru diferite niveluri de debit și înălțime.
- Generator electric: Cuplat la turbine, generatorul transformă rotația acestora în energie electrică.
- Transformator: Măriți tensiune electrică generat pentru a facilita transportul acestuia pe distanțe lungi.
- Linii de transmisie: Cablurile care transportă energie electrică către rețelele de distribuție.
Tipuri de centrale hidroelectrice
Modul în care este proiectată o centrală hidroelectrică variază în funcție de mediu, debitul de apă disponibil și nevoile de energie. În acest fel, găsim trei tipuri principale de plante:
- Plante de trecere: Acest tip de plantă nu are un rezervor pentru a stoca apa, ci mai degrabă o folosește direct din debitul fluviului. Instalațiile la cursul râului au, de obicei, un impact mai scăzut asupra mediului și funcționează continuu.
- Centrale electrice cu rezervor: În acestea, apa este stocată într-un depozit mare controlat de un baraj și eliberat în funcție de nevoile energetice. Sunt cele mai comune și permit controlul eficient al alimentării cu energie electrică.
- Instalatii de pompare: Aceste centrale sunt deosebit de utile pentru gestionarea surplusurilor de energie, deoarece permit pompa apa la un rezervor superior atunci când cererea de energie este scăzută și eliberați-l pentru a genera electricitate atunci când cererea este mare.
Pe lângă aceste trei tipuri principale, există și posibilitatea implementării microcentrale hidroelectrice, care sunt versiuni în miniatură ale acestor infrastructuri. Acestea sunt concepute pentru a furniza energie micilor comunități izolate sau zonelor rurale, unde racordarea la rețeaua electrică este limitată.
Avantajele energiei hidroelectrice
Energia hidroelectrică oferă o serie de avantaje care o fac una dintre cele mai atractive surse de energie din punct de vedere al eficienței și durabilității:
- Este regenerabil: Atâta timp cât ciclul apei continuă să funcționeze, energia hidroelectrică va fi inepuizabilă.
- Nu generează emisii poluante: Este una dintre cele mai curate surse de energie, deoarece nu produce gaze cu efect de seră sau poluanți în timpul funcționării sale.
- Performanta ridicata: Instalațiile moderne reușesc să transforme până la 90% din energia potențială a apei în energie electrică, mult mai eficientă decât alte tipuri de energie.
- Reglează debitul râurilor: Barajele ajută la controlul inundațiilor și la stabilizarea debitului de apă, ceea ce poate fi benefic în perioadele de inundații sau secete.
- Capacitate de stocare: Rezervoarele pot fi folosite și pentru a stoca apă în alte scopuri, cum ar fi irigarea sau alimentarea cu apă potabilă.
Dezavantajele energiei hidroelectrice
Deși are multiple avantaje, trebuie luate în considerare și dezavantajele sale, mai ales în ceea ce privește ea impactul asupra mediului:
- Modificări ale ecosistemului: Construirea de baraje poate întrerupe ciclul natural al râurilor, afectând speciile care depind de el pentru reproducere sau hrană.
- Costuri mari de infrastructură: Investițiile inițiale în construcția de baraje și hidrocentrale sunt mari.
- Dependență de condițiile meteorologice: În perioadele de secetă sau de lipsă de ploaie, producerea de energie electrică poate fi afectată.
- Deplasarea populațiilor: Construcția de rezervoare mari poate forța comunitățile locale să se mute.
În ciuda acestor dezavantaje, hidroenergia rămâne o opțiune viabilă pentru multe regiuni ale lumii, atâta timp cât aceste impacturi sunt minimizate.
Hidroenergia în Spania
În Spania, energia hidroelectrică joacă un rol fundamental în matricea energetică. În prezent, țara are în jur de 800 centrale hidroelectrice de diferite capacități, de la baraje mari la microcentrale electrice. Aproximativ 50% din energia hidroelectrică a Spaniei este generată de cele mai mari 20 de centrale, dintre care multe au capacități mai mari de 200 MW.
Hidrocentralele mici, cele care generează mai puțin de 10 MW, sunt și ele în plină expansiune datorită progreselor tehnologice. Aceste centrale permit generarea de energie în zone izolate fără a fi nevoie de o infrastructură mare. În plus, noile microturbine fac posibilă utilizarea chiar și a debitelor mici și a râurilor de munte pentru a genera energie electrică.
În ultimii ani, Spania a optat pentru modernizarea instalațiilor hidroelectrice, maximizând eficiența acestora și minimizând impactul asupra mediului. Sunt dezvoltate tehnologii care permit o mai mare flexibilitate în exploatarea centralelor, ceea ce îmbunătățește capacitatea de a răspunde la schimbările cererii de energie.
Odată cu cererea tot mai mare de energie regenerabilă, energia hidroelectrică va continua să joace un rol cheie în mixul energetic spaniol.
În general, hidroenergie sa dovedit a fi una dintre cele mai fiabile și eficiente surse pentru producția de energie electrică la scară largă. Odată cu progresul continuu al tehnologiei, rolul acesteia va câștiga și mai multă relevanță în următorii ani, în special în regiunile în care resursele de apă sunt abundente.