Central elèctrica

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca

Una central de producció d'energia elèctrica és una planta industrial destinada a la producció d'electricitat. Les centrals elèctriques transformen diferents fonts d'energia primària en energia elèctrica a fi de proveir als consumidors (particulars o industrials) d'electricitat. La xarxa elèctrica permet el transport de l'electricitat entre els diversos consumidors.

Centrals tèrmiques[modifica | modifica el codi]

Les centrals tèrmiques fan servir combustibles per produir calor que és transformada en energia mecànica gràcies a un cicle termodinàmic que permet alimentar un alternador. Els combustibles usats són normalment combustibles fòssils com ara hulla, petroli, gas natural o biomassa que és renovable.

Central convencional de calderes[modifica | modifica el codi]

Aquestes centrals es constitueixen d'una caldera i d'una turbina de vapor (Cicle de Rankine). El combustible més usat per aquest tipus de centrals és el carbó tot i que es poden trobar centrals que utilitzen biomassa, gas natural, petroli, o bé deixalles.

La major part de les centrals tèrmiques convencionals de calderes que fan servir el carbó pulveritzat, el qual s'injecta a la caldera. Les centrals més modernes fan servir un cicle de vapor supercrític que permet obtenir un rendiment superior al 45%.

Turbina gasosa[modifica | modifica el codi]

Les turbines de gas de cicle simple són un pèl costoses econòmicament de construir, però tenen l'avantatge que es poden fer servir ràpidament (contràriament a les calderes de vapor a les quals els hi cal una certa inèrcia). Tot i això, tenen un rendiment pobre (vora el 35%) ja que es fan servir per a produir electricitat basant-se en la pressió causada pel vapor, però no es té en compte la calor d'aquest.

Millores en el rendiment[modifica | modifica el codi]

L'energia elèctrica que s'obté en una central tèrmica es produeix en una turbina o bé en calderes. Aquesta conversió té lloc o bé en una dinamo (produeix corrent continu) o bé un alternador (produeix corrent altern). La causa del pas d'energia mecànica a l'elèctrica no és pas la causa dels baixos rendiments de les centrals tèrmiques, és la conversió de l'energia tèrmica en mecànica. El cicle combinat consisteix a alimentar la caldera d'una turbina de vapor amb vapor molt calent (de 600 a 800 °C)[1] que prové d'una caldera. Així doncs, és, de fet, la fusió dels dos tipus de centrals tèrmiques, cosa que resulta en un augment del rendiment de la producció elèctrica.

Prestacions
  • La producció de l'energia és relativament independent de les condicions meteorològiques.
  • La font d'energia es pot emmagatzemar.
  • Es pot tornar a transformar l'energia no aprofitada en el cicle (tot i que en menor grau).
  • Depenen del cost de producció dels recursos naturals (carbó, petroli, gas...)
  • Les centrals tèrmiques produeixen diòxid i monòxid de carboni, òxids de sofre i altres contaminants, cosa que contribueix al canvi climàtic, a la pluja àcida, a la destrucció de la capa d'ozó, o als boirums.

Centrals nuclears[modifica | modifica el codi]

Article principal: Central nuclear

Aquestes centrals fan servir els cicles de conversió termodinàmica, així doncs, en comptes de calderes com les de les centrals tèrmiques, s'usa un reactor nuclear. L'energia nuclear es basa en les reaccions nuclears de fissió d'elements pesats com ara l'urani i el plutoni, cosa que genera calor. Les de fusió nuclear es basen en la unió d'elements lleugers com ara l'hidrogen o l'heli per a la producció d'energia.

Prestacions
  • Els residus de la fissió nuclear emeten radioactivitat, alguns dels quals tenen una semi-vida molt llarga.
  • Certs residus d'algun tipus del centrals nuclears, es poden usar per a la fabricació de bombes atòmiques, l'urani empobrit també s'ha usat en bombes sense reacció nuclear.[2]
  • Un accident nuclear greu com ara el de Txernòbil pot causar grans danys a les persones i a l'entorn.

Centrals d'energia renovable[modifica | modifica el codi]

Les energies renovables corresponen a diverses fonts d'energia que es renoven a escala humana i no geològica.

Centrals hidroelèctriques[modifica | modifica el codi]

Article principal: Central hidroelèctrica
Central hidroelèctrica a Alemanya

L'energia hidràulica és una possible solució a la producció d'energia, ja que és un tipus d'energia renovable.

En un estrenyiment del curs d'un riu, es crea una presa que reté l'aigua. Al peu d'aquesta presa s'hi instal·la una turbina connectada a un alternador. Llavors, es deixa caure aigua provinent de la presa cap al peu de la mateixa. Aquesta, al perdre altura (i per tant, perdre energia potencial per guanyar-ne de cinètica) xoca contra les pales de la turbina, la qual es mou, i es genera l'electricitat.

A la nit, quan el consum d'energia no és tant elevat com de dia, l'energia sobrant produïda en aquest tipus de central també s'usa per a retornar l'aigua de baix de la central a la presa bombant-la, cosa que permet una reutilització d'aquesta aigua per a tornar a produir energia.

Prestacions
  • El cost nul que té l'aigua provinent dels rius.
  • No produeixen gasos d'efecte hivernacle.
  • L'impacte visual que produeixen les preses, o l'efecte que puguin tenir en les diverses espècies animals.
  • El possible trencament d'una presa, degut a situacions climatològiques molt adverses.

Centrals eòliques[modifica | modifica el codi]

Article principal: Energia eòlica
Molins del parc eòlic Serra de Rubió

En una central eòlica, l'energia elèctrica es produeix per la conversió de l'energia mecànica del vent en un generador, format per uns hèlices orientades a on usualment prové el vent i un alternador.

Prestacions
  • El cost nul del vent.
  • No produeixen gasos d'efecte hivernacle.
  • L'impacte visual que produeix en es paisatges.
  • La dependència del vent, ja que pot ésser que hi hagi grans períodes de temps en què no bufi. Això causa també que aquest tipus de centrals elèctriques s'hagin de situar en determinades zones.
  • L'elevat cost de construcció.

Centrals solars[modifica | modifica el codi]

Article principal: Central solar

Es distingeixen les centrals solars en dos grans grups: les fotovoltaiques i les tèrmiques, tot i que les darreres estan poc desenvolupades.

Centrals solars fotovoltaiques[modifica | modifica el codi]

Central solar fotovoltaica

La producció de l'energia solar es basa en l'efecte fotoelèctric, o l'energia solar es transforma en energia elèctrica gràcies a la il·luminació d'unes plaques solars basades en el silici o algun altre material que permet aquest efecte fotoelèctric. Llavors, cada placa solar s'agrupa en panells solars i els panells solars tots junts formen la central solar fotovoltaica.

Aquest sistema, de rendiment pobre, és ben simple. Es va inventar per al manteniment energètic dels satèl·lits militars artificials, però avui en dia el seu major ús la producció d'energia elèctrica d'ús per als ciutadans. A més a més, aquest sistema permet la producció individual d'energia, de manera que una persona pot instal·lar panells solars al terrat d'una casa per a la producció d'energia.

Prestacions
  • El cost zero dels rajos solars.
  • Durant el seu funcionament no produeix gasos d'efecte hivernacle, tanmateix cal valorar la petja de carboni de la fabricació, desmantellament i manteniment de la instal·lació
  • L'energia sobrant es pot emmagatzemar en bateries.
  • L'ús domèstic, cosa que permet defugir de les companyies de subministrament elèctric.
  • L'espai que requereixen en la producció d'energia a gran escala.
  • S'han de situar en zones d'insolació prolongada per aprofitar al màxim els rajos solars.
  • El cost elevat dels panells solars.
  • Impacte visual de les grans extensions de panells solars.

Centrals solars tèrmiques[modifica | modifica el codi]

Central solar tèrmica

Una central solar tèrmica capta l'energia tèrmica dels rajos solars gràcies a una miralls còncaus els quals concentren tots els rajos que hi impacten en un sol punt. Llavors, en aquest punt s'hi situa una caldera la qual és escalfada gràcies a aquest rajos solars concentrats, cosa que produeix un vapor que mou una turbina connectada a un alternador. A més a més, els miralls són orientables.

Un altre sistema que s'anomena torre solar utilitza l'energia solar per escalfar l'aire que conté una enorme torre. Aquest aire calent puja, creant un corrent de vent que es pot aprofitar per a generar electricitat en unes turbines situades a la part més alta de la torre.

Prestacions
  • El cost nul dels rajos solars.
  • Permeten l'emmagatzematge de l'energia sobrant en bateries.
  • El cost elevat de les torres solars o dels miralls convexos.
  • L'impacte visual de les centrals.
  • Que s'hagin de situar en zones específiques per aprofitar al màxim els rajos solars.
  • La intermitència de producció entre el dia i la nit, tot i que les més modernes, com "Andasol" a Espanya, permeten guardar el fluid que s'escalfa amb els rajos calent, cosa que permet la producció contuniuada d'energia.[3]

Centrals mareomotrius, de corrents marins i mareotèrmiques[modifica | modifica el codi]

Central maremotriu

Totes aquestes utilitzen l'aigua del mar per a la generació d'energia elèctrica.

Hi han tres tipus de centrals:

Prestacions
  • La diversificació de modes d'aprofitament d'aquest tipus d'energia renovable.
  • El funcionament les 24 hores del dia.
  • Els elevats costos de construcció i el seu manteniment.
  • No es poden construir en llocs amb poques marees, corrents o profunditats marines perquè no s'aprofitaria tant l'energia del mar.
  • El possible ressentiment dels ecosistema marins.

Centrals geotèrmiques[modifica | modifica el codi]

Article principal: Central geotèrmica

El planeta Terra està format bàsicament de l'escorça, el mantell i en nucli. El principi de l'energia geotèrmica consisteix a enviar un fluid envall en l'escorça (en una zona geoactiva), perquè al tenir a prop el mantell aquest s'escalfi. Llavors, es transporta aquest fluid calent a la superfície, cosa que permet generar energia elèctrica. A Islàndia, una zona molt geoactiva, l'ús d'aquest tipus d'energia es molt comú.

Prestacions
  • Permet funcionar 24 hores al dia.
  • La profunditat que requereix enviar el fluid i l'energia invertida en el seu bombament
  • Els elevats costos de construcció.[4]
  • S'han de situar en zones amb una certa activitat geotèrmica per minimitzar els costos d'enviar la canonada més avall

Referències[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Central elèctrica Modifica l'enllaç a Wikidata
  1. Korobitsyn, M.A.. «NEW AND ADVANCED ENERGY CONVERSION TECHNOLOGIES. ANALYSIS OF COGENERATION, COMBINED AND INTEGRATED CYCLES» (en anglès). , p.96 [Consulta: 19/1/2012].
  2. «Plomo, bacterias y uranio empobrecido en Kosovo» (Web) (en castellà). El País, 7 de gener de 2001 [Consulta: 22 d'octubre de 2011]. «A esta situación se suma ahora la alarma por el uso por la OTAN de munición de uranio empobrecido»
  3. «Parque Termosolar Andasol 1» (web). RankingSolar.com, 16 de maig de 2009. [Consulta: 22 d'octubre de 2011].
  4. «Pros and cons of geothermal energy» (en anglès). Energy consumers edge. [Consulta: 19/1/2012].