Centrals Elèctriques: Tipus, Funcionament i Impacte

Centrals Hidroelèctriques

Aigua fluent: L'energia hidràulica s'utilitza per accionar turbines directament, amb poc rendiment.

Aigua embassada: L'aigua s'acumula en un pantà i s'utilitza en funció de les necessitats d'energia elèctrica. Hi ha dos grups: centrals de derivació i d'acumulació.

Components d'una central hidroelèctrica

• Presa: Reté l'aigua per elevar el nivell i formar l'embassament. Hi ha dos tipus:
  • Presa de gravetat: La força de l'aigua emmagatzemada es contraresta amb el mateix pes de la presa.
  • Presa de volta: La planta de la presa té forma d'arc.
• Conductes d'aigua: Comportes que regulen el cabal.
• Sala de màquines: Situats els grups turboalternadors. Depenent de l'altura del salt i el cabal d'aigua, s'utilitzen diferents turbines: Pelton (salt gran altura, cabal regular), Francis (salt intermedi, cabal variable), Kaplan (salts poca altura, cabal molt variable).
• Transformadors: Eleva la tensió a un valor adequat per al seu transport.
• Parc de distribució: La central es connecta a la xarxa de transport, mitjançant línies d'alta tensió.

Parts d'una central hidroelèctrica

• Aigua
• Presa
• Reixats
• Canonada
• Turboalternadors
• Turbines
• Eix de la turbina
• Generador
• Xarxa de transport
• Transformador

Centrals de bombament

Racionalitzen la producció d'energia elèctrica a la demanda existent. Hi ha dos tipus: bombament pur i mixt.

Minicentrals

Potència entre 250 i 10.000 kW.

Avantatges i inconvenients de les centrals hidroelèctriques

• Inconvenients: Pèrdua de terrenys fèrtils, erosions, modificació de la fauna i flora.
• Avantatges: No emeten partícules contaminants ni generen residus. La regulació pot evitar inundacions mentre assegura un cabal mínim.

Centrals Termoelèctriques

Generen energia elèctrica a partir de l'energia tèrmica produïda per la combustió de carbó, fuel o gas natural.

Components

• Magatzem de combustible
• Caldera
• Turbines
• Condensador
• Torre de refrigeració
• Xemeneia

Les centrals estan dissenyades per utilitzar diferents combustibles, per exemple, carbó i gas natural, i s'anomenen termoelèctriques mixtes.

Centrals tèrmiques i el medi ambient

Els impactes mediambientals principals són produïts per la combustió i en el transport i emmagatzematge.

• Contaminació atmosfèrica: La combustió produeix diòxid de carboni i vapor d'aigua, causants de l'efecte hivernacle.
• Contaminació de l'aigua: La major part procedeix de la neteja de la central.
• Contaminació acústica: Produïda pels ventiladors, poden afectar el medi ambient, per això s'aïllen els elements més sorollosos i es construeixen plaques acústiques.

Noves tecnologies

El carbó és el combustible més abundant però el més contaminant. Les investigacions per reduir la contaminació desenvolupen noves tecnologies:

• Sistemes de dessulfuració dels combustibles: Transformen òxids de sofre en components de més fàcil extracció.
• Gasificació del carbó: Permet l'extracció del material quan la mineria tradicional no és viable.
• Combustió en llit fluid: Combustió del carbó a baixes temperatures perquè els residus contaminants romanguin amb la resta de residus de la combustió.
• Cicle combinat: Utilitzen gas natural i aconsegueixen un rendiment del 60%. La primera secció d'aquesta es basa en la turbina d'un avió.

Centrals de cogeneració: Produeixen energia elèctrica utilitzant un combustible i aprofiten la calor residual per a l'obtenció d'aigua calenta per a calefacció, vapor, etc.

Centrals Nuclears

Central termoelèctrica en què la font d'energia tèrmica s'obté de la fissió dels àtoms d'urani i plutoni.

Reactors nuclears

Nucli de les centrals nuclears (component més important). Permet produir i controlar reaccions en cadena sostingudes, que fan possible l'aprofitament de l'energia tèrmica obtinguda per a l'obtenció de vapor d'aigua que acciona la turbina solidària al generador elèctric.

Parts d'un reactor nuclear

• Vas del reactor: Recipient d'acer que conté una font de neutrons i combustible nuclear.
• Moderador: Redueix la velocitat dels neutrons emesos en les reaccions de fissió, per assegurar-ne l'impacte amb els altres àtoms fissionables i mantenir la reacció (aigua pesant i el grafit).
• Barres de control: Regula el nombre de fissions que es produeixen a l'interior del reactor per unitat de temps.
• Refrigerant: Refrigera el reactor, evitant el sobreescalfament.

Tipus de centrals nuclears

• Centrals amb reactor d'aigua a pressió: utilitzen urani enriquit com a combustible i aigua com a refrigerant i moderador.
• Centrals amb reactor d'aigua en ebullició.
• Centrals amb reactors de neutrons ràpids.

Equipament d'una central nuclear

• Edifici de contenció
• Edifici de turbines
• Edifici del combustible
• Edifici de control
• Edifici auxiliar

Funcionament d'una central nuclear

Al nucli es produeix energia. Aquesta és transportada per un circuit d'aigua a alta pressió, passa al circuit secundari amb generadors de vapor, i el vapor acciona una turbina i l'energia es lliura a la xarxa, torna a estat líquid i es vaporitza altre cop al generador de vapor.