Tot ce trebuie sa stii despre hidroenergie

Pe fondul conștientizării impactului pe care combustibilii fosili îl generează asupra mediului, sursele regenerabile de energie au câștigat tot mai mult teren în ultima perioadă, hidroenergia fiind una dintre cele mai importante surse pentru producția de energie electrică. Deși producția de hidroenergie este costisitoare (atât din perspectiva infrastructurii, cât și din cea a efectelor negative pe care le-ar putea provoca asupra mediului), ea generează mai multe avantaje decât producția de energie pe bază de combustibili fosili.

Oamenii au valorificat puterea generată de căderea și curgerea apei încă din timpuri străvechi, sursele istorice susținând că acum 4000 de ani mai multe civilizații au construit roți de apă pentru a măcina cerealele. Mai mult decât atât, în urmă cu 2000 de ani, hidroenergia era utilizată frecvent în India, China, Grecia și Imperiul Roman pentru forjarea feroneriei. 

Abia în secolul al XIX-lea a fost posibilă transformarea apei în electricitate fapt pentru care avantajele acestei forme de energie verde au devenit și mai clare. Ce este important de reținut este faptul că energia hidroelectrică poate susține aprovizionarea cu energie durabilă și ecologică până în 2050. 

Situația hidroenergiei în România 

În prezent, producția de energie electrică din România se bazează pe centrale termice pe combustibili fosili, cu sprijin de 30% din partea hidrocentralelor. Deși potențialul hidroenergetic al țării este semnificativ, sunt utilizați doar 6GW.

Ce înseamnă hidroenergie?

Hidroenergia este o formă de energie obținută de o turbină care captează energia maselor de apă, care circulă spre lamelele acesteia. Paletele rotative ajută un generator să convertească energia mecanică în energie electrică. Cantitatea de energie electrică pe care o generează fiecare centrală hidroelectrică depinde de cantitatea de apă și de înălțimea de la care cade.

Hidroenergia este o sursă regenerabilă în sensul că este inepuizabilă atâta timp cât ciclul apei continuă să funcționeze. În plus, aduce o contribuție semnificativă în demersul împotriva schimbărilor climatice prin prisma faptului că ajută la evitarea utilizării combustibililor fosili și reduce emisiile de dioxid de carbon, combătând astfel poluarea și efectul de seră. 

Spre deosebire de cărbune sau petrol, hidrocentralele au o amprentă de mediu foarte mică chiar nesemnificativă. Hidroenergia este, de asemenea, una dintre căile către autosuficiență energetică, reducând importurile costisitoare.

Similar altor surse verzi de energie, avantajele hidroenergiei devin și mai evidente pe măsură ce performanța și eficiența hidrocentralelor se îmbunătățesc. Evoluția tehnologiilor a permis reciclarea materialelor, optimizarea costurilor și reducerea impactului asupra mediului.

În ce situații avem nevoie de hidroenergie?

În plus față de energia electrică produsă în hidrocentrale pentru alimentarea rețelei electrice, există și alte sisteme care funcționează pe bază de hidroenergie, cum ar fi:

• Echipamente industriale –  frânele hidraulice, ascensoarele, ciocanele hidraulice și chiar în dezvoltarea motoarelor hidraulice;
• Conducte – rețeaua de apă potabilă a orașelor utilizează diferite turbine care permit apei să ajungă în toate zonele cu aceeași presiune;
• Materiale medicale –  pentru îndepărtarea și repararea dinților, stomatologii folosesc freza dentară care funcționează pe bază de hidroenergie pentru a alimenta o mini-turbină responsabilă de rotirea cu viteză a vârfului metalic.

Care sunt beneficiile hidroenergiei?

Cu toate că investiția inițială este costisitoare, hidroenergia este cea mai ieftină sursă de energie, pe termen mediu și lung. De asemenea, ea mai prezintă următoarele avantaje:

• Are un potențial energetic enorm;
• Instalațiile care valorifică hidroenergia necesită întreținere minimă;
• Minimizează deșeurile și emisiile de gaze cu efect de seră comparativ cu producția de electricitate cu combustibili fosili. Acest lucru conduce la o îmbunătățire a aerului;
• Producția poate fi adaptată la cerere în funcție de debitul de apă;
• Hidrocentralele previn inundațiile și contribuie la drenarea terenurilor mlăștinoase;
• Hidrocentralele pot fi utilizate ca sisteme de irigare, acolo unde apa este deficitară;
• Hidrocentralele permit utilizarea și altor surse de energie regenerabile (solară/ eoliană);
• Hidroenergia crește stabilitatea și fiabilitatea sistemelor electrice;
• Valorificarea hidroenergiei implică o dezvoltare sustenabilă a societății și economiei.

Cum funcționează hidroenergia?

Hidroenergia se bazează pe cele 3 etape ale ciclului apei:

• Încălzirea apei de pe suprafața râurilor, lacurilor și oceanelor cu ajutorul energiei solare, fapt ce determină evaporarea;
• Condensarea vaporilor în nori și crearea precipitațiilor sub formă de ploaie și zăpadă;
• Acumularea precipitațiilor în râuri și vărsarea lor în oceane și lacuri, care determină reluarea ciclului.

Nivelul de precipitații determină cantitatea de apă disponibilă pentru producerea hidroenergiei, variațiile sezoniere ale precipitațiilor și schimbările pe termen lung ale tiparelor de precipitații, cum ar fi secetele, având efecte mari asupra disponibilității producției de hidroenergie.

Ce tipuri de centrale de hidroenergie există?

În funcție de putere, hidrocentralele pot fi:

• La scară largă – peste 10 MW;
• La scară mică – între 1 și 10 MW;
• Micro – maxim 1 MW.

Hidrocentralele mai pot fi clasificate și astfel:

• Hidrocentrală de-a lungul râului – producția de electricitate depinde de fluxul existent și de diferența de nivel a râului. 
• Hidrocentrală de-a lungul râului cu acumulare – apa este depozitată într-un lac de acumulare în condițiile unei cereri scăzute. Apa va fi eliberată în perioadele de vârf. În acest caz, capacitatea de producție depinde mai puțin de debitul de apă.
• Hidrocentrală cu lac de acumulare – instalația dispune de un lac de acumulare care stochează apa, în spatele barajului, în sezonul ploios și în cel secetos, fiind disponibilă în funcție de nevoi. 
• Hidrocentrală cu acumulare prin pompare – e necesară în perioadele de cerere ridicată. Această instalație permite obținerea unei cantități suplimentare de energie electrică pe baza lacurilor de acumulare dispuse la înălțimi diferite. În cazul unei cereri scăzute, apa este pompată în lacul dispus la înălțimea cea mai mare. Apoi este eliberată în turbine la creșterea cererii.
• Instalație pentru hidroenergie offshore – mai puțin exploatată, sistemul presupune valorificarea puterii valurilor sau a curenților de maree pentru a produce electricitate.