L'energia hidroelèctrica és una tecnologia d'energia renovable que utilitza l'energia cinètica de l'aigua per generar electricitat. És una font d'energia neta àmpliament utilitzada amb molts avantatges, com ara la renovabilitat, les baixes emissions, l'estabilitat i la controlabilitat. El principi de funcionament de l'energia hidroelèctrica es basa en un concepte simple: utilitzar l'energia cinètica del flux d'aigua per impulsar la turbina, que al seu torn fa girar el generador per generar electricitat. Els passos de la generació d'energia hidroelèctrica són: la desviació d'aigua d'un embassament o riu, que requereix una font d'aigua, generalment un embassament (embassament artificial) o un riu natural, que proporciona energia; el guiatge del flux d'aigua, on el flux d'aigua es dirigeix a les pales de la turbina a través d'un canal de desviació. El canal de desviació pot controlar el flux d'aigua per ajustar la capacitat de generació d'energia; la turbina està en funcionament i el flux d'aigua colpeja les pales de la turbina, fent que giri. La turbina és similar a la roda de vent en la generació d'energia eòlica; el generador genera electricitat i el funcionament de la turbina fa girar el generador, que genera electricitat mitjançant el principi d'inducció electromagnètica; la transmissió d'energia, l'energia generada es transmet a la xarxa elèctrica i es subministra a ciutats, indústries i llars. Hi ha molts tipus d'energia hidroelèctrica. Segons els diferents principis de funcionament i escenaris d'aplicació, es pot dividir en generació d'energia fluvial, generació d'energia des d'embassaments, generació d'energia mareomotriu i oceànica, i petita energia hidroelèctrica. L'energia hidroelèctrica té múltiples avantatges, però també alguns desavantatges. Els avantatges són principalment: l'energia hidroelèctrica és una font d'energia renovable. L'energia hidroelèctrica depèn de la circulació de l'aigua, de manera que és renovable i no s'esgotarà; és una font d'energia neta. L'energia hidroelèctrica no produeix gasos d'efecte hivernacle ni contaminants de l'aire, i té poc impacte sobre el medi ambient; és controlable. Les centrals hidroelèctriques es poden ajustar segons la demanda per proporcionar una potència de càrrega bàsica fiable. Els principals desavantatges són: els projectes hidroelèctrics a gran escala poden causar danys a l'ecosistema, així com problemes socials com la migració de residents i l'expropiació de terres; l'energia hidroelèctrica està limitada per la disponibilitat de recursos hídrics, i la sequera o la disminució del cabal d'aigua poden afectar la capacitat de generació d'energia.
L'energia hidroelèctrica, com a forma d'energia renovable, té una llarga història. Primeres turbines hidràuliques i rodes hidràuliques: Ja al segle II aC, la gent va començar a utilitzar turbines hidràuliques i rodes hidràuliques per impulsar maquinària com molins i serradores. Aquestes màquines utilitzen l'energia cinètica del flux d'aigua per funcionar. L'arribada de la generació d'energia: A finals del segle XIX, la gent va començar a utilitzar centrals hidroelèctriques per convertir l'energia de l'aigua en electricitat. La primera central hidroelèctrica comercial del món es va construir a Wisconsin, EUA, el 1882. Construcció de preses i embassaments: A principis del segle XX, l'escala de l'energia hidroelèctrica es va expandir molt amb la construcció de preses i embassaments. Entre els projectes de preses famosos hi ha la presa Hoover als Estats Units i la presa de les Tres Gorges a la Xina. Avenços tecnològics: Amb el temps, la tecnologia hidroelèctrica ha anat millorant contínuament, inclosa la introducció de turbines, hidrogeneradors i sistemes de control intel·ligents, que han millorat l'eficiència i la fiabilitat de l'energia hidroelèctrica.
L'energia hidroelèctrica és una font d'energia neta i renovable, i la seva cadena industrial cobreix diversos enllaços clau, des de la gestió dels recursos hídrics fins a la transmissió d'energia. El primer enllaç de la cadena de la indústria hidroelèctrica és la gestió dels recursos hídrics. Això inclou la programació, l'emmagatzematge i la distribució dels fluxos d'aigua per garantir que l'aigua es pugui subministrar de manera estable a les turbines per a la generació d'energia. La gestió dels recursos hídrics normalment requereix el control de paràmetres com la pluja, la velocitat del flux d'aigua i el nivell de l'aigua per tal de prendre decisions adequades. La gestió moderna dels recursos hídrics també se centra en la sostenibilitat per garantir que la capacitat de producció d'energia es pugui mantenir fins i tot en condicions extremes com la sequera. Les preses i els embassaments són instal·lacions clau en la cadena de la indústria hidroelèctrica. Les preses s'utilitzen normalment per augmentar els nivells d'aigua i formar pressió d'aigua, augmentant així l'energia cinètica del flux d'aigua. Els embassaments s'utilitzen per emmagatzemar aigua per garantir que es pugui proporcionar un flux d'aigua suficient durant la demanda màxima. El disseny i la construcció de preses han de tenir en compte les condicions geològiques, les característiques del flux d'aigua i els impactes ecològics per garantir la seguretat i la sostenibilitat. Les turbines són els components bàsics de la cadena de la indústria hidroelèctrica. Quan l'aigua flueix a través de les pales de la turbina, la seva energia cinètica es converteix en energia mecànica, cosa que fa girar la turbina. El disseny i el tipus de turbina es poden seleccionar segons la velocitat del flux d'aigua, el cabal i l'alçada per aconseguir la màxima eficiència energètica. Quan la turbina gira, acciona el generador connectat per generar electricitat. El generador és un dispositiu clau que converteix l'energia mecànica en energia elèctrica. Generalment, el principi de funcionament del generador és induir corrent a través d'un camp magnètic giratori per generar corrent altern. El disseny i la capacitat del generador s'han de determinar segons la demanda de potència i les característiques del flux d'aigua. L'energia generada pel generador és corrent altern, que normalment s'ha de processar a través d'una subestació. Les funcions principals d'una subestació inclouen l'augment de voltatge (augmentar el voltatge per reduir la pèrdua d'energia quan es transmet l'energia) i la conversió del tipus de corrent (convertir CA a CC o viceversa) per complir els requisits del sistema de transmissió d'energia. L'últim enllaç és la transmissió d'energia. L'energia generada per la central elèctrica es transmet als usuaris d'energia en zones urbanes, industrials o rurals a través de línies de transmissió. Les línies de transmissió s'han de planificar, dissenyar i mantenir per garantir que l'energia es transmeti de manera segura i eficient fins a la destinació. En algunes zones, també pot ser necessari processar l'energia de nou a través d'una subestació per complir els requisits de diferents voltatges i freqüències.
Data de publicació: 12 de novembre de 2024
