Producció i distribució d'energia elèctrica

Les centrals hidroelèctriques utilitzen l'aigua emmagatzemada en un pantà. S'aprofita la velocitat que agafa l'aigua en caure per una canonada per moure una turbina, la qual al seu torn acciona l'alternador que produeix el corrent elèctric.

S'utilitzen diferents sistemes per fer arribar l'aigua a la màxima velocitat possible a les pales de la turbina. Així es fa girar l'eix de la turbina que fa moure a la vegada l'eix de l'alternador, ja que són solidaris, i es genera així el corrent elèctric altern. A la sortida de la central sempre hi ha d'haver transformadors que elevin la tensió de l'electricitat produïda al valor corresponent de la xarxa de transport.

Els components bàsics d’una central hidroelèctrica són:

Presa

És una gran pantalla de formigó situada en un lloc estratègic de la llera d’un riu, que permet emmagatzemar grans quantitats d'aigua en el que seria el pantà o llac artificial. Es situen en terrenys que puguin suportar les grans forces que produeix el pes de l'aigua, i en aquella part del riu que es prou estreta per a construir-la.

Actualment les preses tenen forma de volta o d'arc. Aquesta forma és molt important, ja que permet estalviar material, i a més ha d'estar fortament ancorada a les parets laterals, on es transmeten les grans forces que rep de l'aigua emmagatzemada al pantà.

Vista aèria d’un pantà amb una presa d'arc	Secció vertical de la presa de volta o d'arc

Sala de màquines

La sala de màquines està situada en el punt geogràfic més baix possible, per tal d'aprofitar al màxim el desnivell de l'aigua (energia potencial que es transforma en cinètica). Una canonada porta l'aigua de l'embassament a la sala de màquines, on hi ha el grup de producció d'energia que està format per una turbina i un alternador units pel mateix eix. Sempre l'eix de la turbina és solidari al de l'alternador, fet que obliga a regular la velocitat de rotació de la turbina a la velocitat que necessitem a l'alternador.

Segons els desnivell del salt d'aigua que tinguem, s'utilitzen diferents tipus de turbines:

Esquema de la turbina Pelton

La turbina Pelton. Al voltant de tot el rodet hi ha els catúfols, amb forma de doble cullera i que són d'una gran eficiència. L'aigua es fa arribar en la direcció més idònia cap a aquests àleps i a una pressió força alta a través d'uns injectors. És el tipus de turbina més apropiada per a grans salts d'aigua i cabals regulars.

Esquema de la turbina Francis

La turbina Francis és molt versàtil. S'utilitza en salts mitjans i de cabal irregular, ja que les pales laterals permeten regular la velocitat de rotació de la turbina fins ajustar-la a la velocitat requerida a l'alternador. En aquest cas no hi ha injectors, és la pròpia circulació de l'aigua el que la fa moure.

Esquema de la turbina Kaplan

La turbina Kaplan és de flux axial, l'aigua hi circula en el mateix sentit de l'eix. Es pot regular la inclinació dels deflectors i també la dels àleps del rotor, de manera que la turbina s'adapta a les necessitats de potència de cada moment. S'utilitza per a petits salts i grans cabals, com les dels embassaments situats al riu Ebre.