Centrals hidroelèctriques a Catalunya

1.CENTRALS ELÈCTRIQUES I PRODUCTORS D’ENERGIA

Producció, transport i Consum d’energia

L’element principal de qualsevol central generadora d’energia, és el Generador elèctric o l’alternador, que transforma l’energia mecànica en energia elèctrica.

Per transferir l’energia elèctrica des de les centrals generadores fins als Centres de consum s’utilitza la xarxa elèctrica, que consta les línies Elèctriques de transport, estacions transformadores i línies de distribució.

L’inconvenient principal de l’energia elèctrica produïda a les centrals és Que no es pot emmagatzemar, per això, cal regular-ne la producció i ajustar-ne El consum. És molt variable i depèn de molts factors, per exemple es consuméix Més electricitat durant el dia que a la nit,l’hivern més que no pas a l’estiu.

Tipus de centrals

Centrals de base o principals: destinades a subministrar energia Elèctrica de manera contínua. Tenen una potència elevada (centrals nuclears, Centrals termoelèctriques, centrals hidroelèctriques).

Centrals de punta: projectades per cobrir demandes d’energia a les Hores punta. Treballen en paral·lel amb les centrals principals.

Centrals de reserva: són les que tenen per objectiu substituir Totalment o parcialment la producció d’una central de base, en cas d’avaria.

Central de bombament: són centrals hidroelèctriques que aprofiten L’energia sobrant a les hores vall per bombar aigua a un embassament superior, I a les hores punta l’aprofiten per proporcionar energia a la xarxa.

2.CENTRALS HIDROELÈCTRIQUES

Es basen en l’aprofitament de l’energia de l’aigua que transporten els Rius Per convertir-la en energia elèctrica, i utilitzen turbines acoblades als Alternadors.

Centrals d’aigua fluent: es construeixen en lloc què l’energia hidràulica Disponible es pot utilitzar per accionar turbines. Instal·lacions de poc Rendiment, ja que no es pot regular el cabal d’aigua del riu, per tant pot ser Molt irregular segons l’època de l’any.

Centrals d’aigua embassada: l’aigua s’acumula en un llac artificial i S’utilitza en funció de les necessitats d’energia elèctrica. La disposició Orogràfica del terrenydeterminarà les Característiques constructives de l’aprofitament hidràulic.

-centrals de derivació: les aigües del riu es desvien per mitjà d’una Petita presa cap a un canal, amb el mínim desnivell possible. En un punt Apropiat es construeix un dipòsit (cambra de càrrega) que alimenta una Cantonada forçada que condueix l’aigua fins a la turbina situada molt per sota Del nivell del canal.

-centrals d’acumulació: se situen en un tram del riu amb un Desnivell apreciable, on es construeix una presa que obstaculitza el pas de les Aigües i hi produeix un embassament. L’aigua adquireix més o menys energia Potencial en funció de la seva alçada. A mitja alçada de la presa hi ha una sortida D’aigua que alimentarà les turbines de la central.

Funcionament d’una central Hidroelèctrica

La presa reté l’aigua del riu i provoca un embassament i un augment de Nivell de l’aigua. A peu de presa hi ha la sala de màquines amb els grups Turboalternadors. L’aigua arriba a les turbines a través d’una canonada Forçada, equipades amb comportes i reixats. L’energia potencial de l’aigua Embassada es converteix en energia cinètica en obrir les comportes de la Canonada i es comunica al rodet de la turbina, i l’aigua surt de nou al riu Pels Canals de desguàs. A l’eix de la turbina hi ha el rotor de l’alternador i Un generador de corrent continu que genera un camp magnètic a les bobines del Rotor, amb la qual cosa produeix en el bobinatge de l’estatr un corrent altern. Amb els transformadors s’eleva la tensió i a través del parc de distribució S’alimenten les línies de la xarxa de transport.

Les centrals hidroelèctriques I el medi ambient

Des del punt de vista mediambiental sempre s’ha considerat que l’electricitat D’origen hidràulic és una alternativa energètica no contaminant. No obstant Això, la instal·lació de centrals hidroelèctriques comporta la construcció d’embassament Que produeixen impactes sobre el medi ambient que s’han d’estudiar i valorar.

Avantatges. No emeten partícules contaminants a l’atmosfera i No generen residus directes. L’efecte regulador del cabal del riu pot evitar Inundacions en cas de crescudes sobtades i també n’assegura un cabal mínim en Cas de sequera; l’aigua es pot aprofitar per regar o provenir el consum de Poblacions.

Inconvenients: pèrdua de terrenys fèrtils i poblacions que són Cobertes per les aigües. Alteració del cabal dels Rius i problemes d’erosió. Modificació de la vegetació i la fauna de la zona. Possible acumulació de Matèria orgànica provocada pels vessaments d’aigües residuals (emetre gas Metà). Construcció de grans embassaments pot variar el clima, la qual cosa Comporta una greu modificació de l’ecosistema.

3.CENTRALS TERMOELÈCTRIQUES CONVENCIONALS

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

Totes les centrals termoelèctriques convencionals funcionen de manera Similar: el combustible es crema en una caldera per obtenir vapor d’aigua, que acciona Una turbina de vapor solidària al rotor d’un alternador. La diferència rau en El combustible utilitzat, el seu tractament previ, el tipus de cremadors i el Tractament de gasos emesos.

Les que utilitzen carbó no importat se situen prop de les mines per evitar Costos de transport, i les que utilitzen carbó importat ho fan prop dels ports, Però tan lluny com sigui possible de la població.

Components d’una central Termoelèctrica

Caldera:Les més utilitzades són les calderes de radiació. Disposen de Cremadors adequats al tipus de combustible que utilitzen i una cambra de Combustió envoltada d’infinitat de tubs pels quals circula l’aigua per Vaporitzar.

Turbines: Són màquines motrius que transformen l’energia Cinètica del vapor d’aigua en energia cinètica rotatòria en el rodet. Formades Per tres cosses (pressió alta, mitjana i baixa). A mesura que el vapor S’expandeix i per pressió, va cap al cos de pressió mitjana, on els àleps són Més grans. Per acabar, passa pel cos de pressió baixa format per àleps més Grossos encara. La major part de l’energia perduda es fa servir per moure el Rotor.

Condensador: el vapor procedent de les turbines es condensa Abans de tornar a entrar a la caldera per tal de repetir el cicle.

Torre de refrigeració: serveix per refredar l’aigua refrigerant el Condensador. Els circuits de refrigeració poden ser tancats que és Imprescindible refredar l’aigua per tornar-la a utilitzar o bé oberts, que es Necessari que retorni al riu amb la temperatura més semblant possible a la seva Per no afectar a la fauna.

Xemeneia: crea una depressió dins la caldera perquè circulin els gasos alliberats En la combustió i es puguin evacuar a l’atmosfera. Les de tiratge natural la Circulació dels gasos és provocada per la geometria de la mateixa xemeneia. Les De tiratge forçat hi ha impulsors mecànics que ajuden la circulació.

Equip elèctric principal: està format per l¡alternador, els transformadors I el parc de distribució.

Sala de tractament de l’aigua d’alimentació: el bon funcionament depèn de la Quantitat de l’aigua utilitzada. Aquesta és quasi sempre aigua de riu que conté Diferents sals minerals i gasos dissolts.

Les centrals Termoelèctriques i el medi ambient

Contaminació atmosfèrica. La utilització de combustibles fòssil comporta La producció de diòxid de carboni i de vapor d’aigua causant l’efecte Hivernacle.

La mala combustió i les impureses que contenen els combustibles originen L’emissió d’òxids de sofre i diòxid de nitrogen són els causants de la pluja àcida.

Aquests compostos, amb l’emissió d’hidrocarburs, formen les boires Fotoquímiques.

Contaminació de l’aigua: la contaminació tèrmica es minimitza amb la Utilització de les torres de refrigeració.

Contaminació acústica: cal evitar el soroll produït pels ventiladors Forçats…afectin el medi ambient, sobretot si hi ha poblacions properes a la Central.

Centrals de cogeneració

Produeix energia elèctrica utilitzant un combustible i aprofita el calor Residual per a l’obtenció d’aigua calenta per a calefacció, vapor, fluids Escalfats…segons les necessitats de la zona on hi ha la central.

La cogeneració permet millorar l’eficiència i obtenir rendiments energètics Molt elevats. Els sistemes de cogeneració tenen molta aplicació en indústries, Hospitals, Hotels… Una central de cogeneració funciona. El combustible es crema En un generador de vapor i el vapor produït acciona un grup turbina-alternador Per obtenir energia elèctrica. El vapor procedent de la turbina escalfa una Caldera que proporciona aigua calenta per a serveis domèstics, després l’aigua Calenta és retornada al generador de vapor per tornar a iniciar el cicle.

4.CENTRALS NUCLEARS

És una central termoelèctrica en què la font d’energia tèrmica s¡obté de la Fissió dels àtoms d’urani i de plutoni.

Reactor nuclear

És el component més important de les centrals nuclears i en constitueix el Nucli.

El reactor és el sistema que permet produir i controlar reaccions en cada Sostingudes, de manera que fa 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 del reactor

Vas del reactor. Recipient d’acer pur que conté una font de Neutrons i combustible nuclear.

Moderador: funció de reduir la velocitat dels neutrons Emesos en les reaccions de fissió, per assegurar-ne l’impacta amb altres àtoms Fissionables i mantenir la reacció.

Barres de control: estan formades per materials que absorbissin neutrons I la seva missió és regular el nombre de fissions que es produeixen a L’u¡interior del reactor.

Les centrals nuclears i el Medi ambient. Sistemes de seguretat

Transformen l’energia nuclear en energia tèrmica i posteriorment en energia Elèctrica. Cada una de les fases (Disseny, construcció, posada en funcionament, Explotació de la central) comporten el compliment d’una normativa legal molt Exigent per garantir la seguretat de les persones, del personal de la central i Del medi ambient.

El concepte de seguretat màxima implica que els sistemes de control Estiguin duplicats i que existien diferents barreres que impedeixen les fuites Radioactives a l’exterior. Si falla la primera barrera, n’hi ha una altra per Fer front a les conseqüències.

El reactor anomenat reactor de seguretat passiva permet evitar els possibles Errors humans , ja que està dissenyat amb els sistemes de seguretat i control Implícits als principis físics de funcionament del reactor.

El funcionament requereix.

-personal altament qualificat i especialitzat amb l’entrenament adequat per Afrontar qualsevol emergència.

-revisió anual exhaustiva dels elements mecànics del reactor I del circuit primari.

-control constant de l’estat dels equips i manteniment preventiu programat.

-control radioactiu de totes les emissions.

-detecció i identificació de qualsevol anomalia.

-si se superen el límits d’emissió permisos, activació dels sistemes D’alarma i desposta immediata dels equips de seguretat.

-vigilància radiològica ambiental de la zona.