Centrals Termoelèctriques Convencionals: Funcionament i Impacte Mediambiental

Centrals Termoelèctriques Convencionals

Les centrals termoelèctriques o tèrmiques generen electricitat a partir d’energia tèrmica produïda per la combustió de carbó, fuel o gas natural. El procés es pot resumir en la següent cadena de transformació energètica:

Energia Química (combustible) → Energia Tèrmica (caldera) → Energia Cinètica (vapor) → Energia Cinètica de rotació (turbina) → Energia Elèctrica (alternador)

Utilització i Emplaçament

L’emplaçament de les centrals termoelèctriques convencionals depèn del tipus de combustible utilitzat. Les centrals que utilitzen carbó se solen situar a prop de les mines o de punts de transport (ferrocarril, vaixells). Les que utilitzen fuel es troben sovint a prop de refineries.

Components d’una Central Termoelèctrica

• Caldera: Disposa de cremadors adequats al tipus de combustible. La cambra de combustió, envoltada de tubs, escalfa l'aigua fins a convertir-la en vapor.
• Turbines: Són màquines motrius que transformen l'energia cinètica del vapor en energia cinètica de rotació. Per optimitzar el rendiment, solen estar formades per tres cossos (alta, mitjana i baixa pressió). El vapor, amb alta temperatura i pressió, entra al cos més petit i, a mesura que s'expandeix i perd pressió, passa als cossos successius amb àleps de major grandària.
• Condensador: Per millorar el rendiment, l'aigua que surt de la turbina ha de tornar a la caldera en estat líquid. El condensador refreda el vapor provinent de la turbina, convertint-lo en aigua abans de reiniciar el cicle.
• Torre de refrigeració: S'utilitza per refredar l'aigua del condensador. Sovint s'aprofita l'aigua de rius per a aquest procés.
• Xemeneia: La seva funció és crear una depressió dins la caldera per facilitar la circulació dels gasos de combustió. Poden operar amb tiratge natural o forçat.
• Equip elèctric principal: Inclou l'alternador, el transformador i el parc de transformació, encarregats de generar i elevar la tensió de l'electricitat produïda.

Funcionament d’una Central Termoelèctrica

El combustible (carbó, fuel, gas natural) s'introdueix als cremadors de la caldera per generar calor. Aquesta calor escalfa l'aigua i produeix vapor a alta pressió i temperatura. El vapor s'envia a la turbina, on cedeix la seva energia cinètica al rotor. El gir del rotor de la turbina arrossega el rotor de l'alternador, generant així energia elèctrica.

Centrals Tèrmiques i Medi Ambient

Els principals impactes mediambientals d'aquestes centrals es produeixen durant la combustió, i en menor mesura, durant l'emmagatzematge i transport del combustible.

• Contaminació atmosfèrica: S'emeten gasos com el CO2 (causant de l'efecte hivernacle), òxids de sofre (SOx) i òxids de nitrogen (NOx), principals responsables de la pluja àcida.
• Contaminació de l'aigua: Pot ocórrer a causa dels residus generats.
• Contaminació acústica: Provocada pel soroll dels ventiladors, vàlvules i altres components.

Centrals de Cogeneració

Les centrals de cogeneració produeixen simultàniament energia elèctrica i energia tèrmica útil.

• Turbines de gas: S'utilitzen per a potències elevades, podent generar electricitat fins a 10 MW.
• Motors dièsel: Proporcionen potències elèctriques des de 70 kW fins a 2 MW.

Tots dos tipus de motors poden adaptar-se per utilitzar gas natural, gasoil o biogàs. El gas natural és el més comú per la seva combustió menys contaminant. Des del punt de vista mediambiental, les centrals de cogeneració són considerades molt poc contaminants.