Per començar...

Les centrals hidroelèctriques són les que tenen, de les energies convencionals, un rendiment/contaminació més favorable. Aquestes centrals no necessiten cap tipus de combustible per produir electricitat. Des del punt de vista ecològic, són centrals que, malgrat que intervenen notablament en el curs del riu, de vegades modificant-lo i que afavoreixen els dipòsits de sedimentació degut a la presa, són respectuoses amb el medi ambient. Actualment aquestes centrals estan tenint problemes de funcionament: algunes només poden funcionar en determinades èpoques de l'any (desglaç de les muntanyes, època de pluges...) i, d'altres, s'han hagut de convertir en museus. Perquè? A catalunya no disposem d'una gran xarxa fluvial: els rius són curts, això fa que l'aigua no tingui temps d'emmagatzemar-se i acabi, majoritàriament, en el mar. El canvi climàtic no sembla ser una causa important, ja que les estadístiques pluviomètriques no són tan diferents a èpoques anteriors. Sí és cert que les exigències de la població pel que fa el consum d'aigua ha augmentat considerablement.

Funcionament d'una central hidroelèctrica.

La influència de l'altura és aprofitada per les centrals hidroelèctriques per convertir l'energia potencial (l'energia que tenen els cossos - aigua en aquest cas-) respecte a l'altura. A més altura, més energia potencial. Evidentment, a més diferència de potencial, més possibilitat de fer moure les turbines. A les turbines se'ls hi acoblen els alternadors. En el cas que el riu tingui un aportament regular d'aigua, l'energia cinètica (l'energia que agafen els cossos quan es desplacen) d'aquest pot aprofitar-se sense necessitat de realitzar embassaments.

A classe, el professor us ensenya com a partir d'un imant i una bobina (solenoide) podem fer electricitat. No és màgia! Recorda que fem una segona experiència amb un petit motor que millora el rendiment (més volts) de la primera pràctica.

Per les condicions climàtiques, el curs i cabdal dels rius resulten freqüentment irregulars, el que obliga a retenir l'aigua mitjançant una presa, formant-se així un pantà o embassament que produeix un salt d'aigua que allibera fàcilment la seva energia potencial, emmagatzemant aigua per aquelles èpoques d'escasses pluges (a aquestes centrals se les denomina de regulació).

Podem trobar els següents tipus de centrals:

El primer tipus es diu aprofitament per derivació de l'aigua, que consisteix en una petita presa que desvia l'aigua fins un petit dipòsit anomenat de càrrega; d'aquí passa a una tub forçat i posteriorment a la sala de màquines de la central. El segon tipus es anomenat aprofitament per acumulació d'aigua i consisteix en la construcció d'una presa de considerable altura en un lloc del riu de condicions orogràfiques adequades. El nivell de l'aigua se situarà en un punt proper a l'extrem superior de la presa. A mitjana altura es troba la resclosa d'aigua i a la part inferior es troba la sala de màquines amb el grup turbina-alternador. A la central d'aquestes característiques se la coneix amb el nom de peu de presa.

Un tercer tipus és l'anomenat centrals de bombeig.

Tenen la finalitat de racionalitzar (estalviar) la producció d'energia elèctrica a la demanda existent. Suposen un estalvi energètic important al sistema general, ja que consumeixen els excedents d'energia a les hores que s'utilitza menys, a les nits i subministren energia al sistema a les hores punta (hores de màxima utilització elèctrica).

Disposen de dos embassaments, el superior, per alimentar la central, i l'inferior, que recull l'aigua que utilitza la central. A les hores punta, quan la demanda d'energia és màxima funcionen com a centrals hidroelèctriques normals, produint energia elèctrica en alimentar els grups turboalternadors amb l'aigua de l'embassament superior. A les hores de baix consum, quan a la xarxa sobra energia, aquesta és utilitzada per bombejar aigua de l'embassament inferior al superior mitjançant motors elèctrics.

Existeixen dos tipus de centrals de bombeig:

Centrals de bombeig pur. Per produir energia elèctrica és condició indispensable haver bombejat prèviament aigua a l'embassament superior, ja que només rep l'aigua de l'inferior.

Centrals de bombeig mixt. Poden produir energia indistintament, amb o sense bombeig previ, perquè l'embassament superior també està alimentat per un riu.

Finalment, els elements constructius que formen una central hidroelèctrica són els següents: presa, alleugeradors i preses d'aigua, canal de derivació, xemeneia d'equilibri, tubs de pressió, càmeres de turbines, canal de desguàs i sala de màquines.El funcionament d'una central hidroelèctrica és molt senzill. En primer lloc cal observar la diferència de nivells d'aigua entre un costat i l'altre. Observa que també hi ha un canal interior que uneix ambdós costats. Aquest cabal és a dins del que coneixem com a presa. Només cal obrir la resclosa (una porta que permet deixar passar l'aigua amb el cabal desitjat. Un cop les turbines giren -l'aigua les fa moure- aquesta fa moure el generador, un alternador més concretament, que produeix corrent altern d'entre els 20 kV ~ 35kV. Recorda que a partir del magnetisme i un fil de coure que passi a prop del camp magnètic, és suficient perquè els electrons circulin i produeixin electricitat. Recorda que l'alternador no té imants sinó electroimants (estator) i els hi és necessari un corrent inicial per a produir electricitat. Si no funciona cap alternador, com agafarà el corrent necessari per a que comenci a funcionar?

Amb la xarxa elèctrica es distribueix a les poblacions. Abans, però, caldrà augmentar el voltatge a M.A.T, tal i com s'explica en un altre lloc del web (recordem: en augmentar el voltatge es redueix la resistència del conductor - coure-. El seu símbol químic és Cu). A la imatge de la dreta tens assenyalat on està, des de fora, la sala de màquines amb la turbina, generador, transformador... I a sota d'aquestes línies com es realitza la distribució de l'electricitat. A les ciutats i pobles s'acostuma a soterrar els cables d'alta tensió,

Curiosament al que podriem pensar, les centrals necessiten subministrament d'una altra central perquè el generador començi a funcionar. Hi ha dues maneres de produir electricitat: amb dínamos o amb alternadors. Les dínamos tenen imants situats al voltant del rotor (la part central que va girant), només que giri el rotor ja és capaç de convertir el camp magnètic produït pels imants en energia elèctrica. Els alternadors són més eficients i han deixat de costat les dínamos. L'alternador no té imants però en el seu lloc han posat bobines que en passar el corrent elèctric es converteixen en imants. Per això és necessari començar el seu moviment amb un voltatge que no pot produir ell mateix i es necessita d'una font exterior. Els cotxes també tenen alternadors però el voltatge el poden agafar de la bateria. Les bateries enmagatzemen l'energia.