Energia eta Elektrizitatea: Oinarrizko Kontzeptuak

Erregaiak eta Zentralak

8. Zer egiten da errefinetan?

Petrolioa prozesatzen da hainbat produktu erabilgarri bihurtzeko. Petrolio gordina zuzenean ezin da erabili, eraldaketa-prozesu sakon bat behar du.

Petrolioa destilazio frakzionatuaren bidez banatzen da. Prozesu honetan, petrolioa berotzen da eta hainbat osagai bereizten dira irakite-puntuaren arabera:

• Gasak (propanoa, butanoa)
• Gasolina
• Kerosenoa
• Gasolioa
• Asfaltoa

9. Azaldu Fisioaren eta Fusioaren parekotasunak eta diferentziak

PAREKOTASUNAK: Biak erreakzio nuklear motak dira eta energia kantitate handiak sortzen dituzte.

DIFERENTZIAK:

• Fisioan: Atomo astun baten nukleoa 2 nukleo arinago bihurtzen da, neutroiak askatuz.
• Fusioan: 2 nukleo arinen arteko elkarketaren ondorioz nukleo astunago bat sortzen da eta energia kantitate handiak askatzen dira.

Zentralen funtzionamendua

Zentral nuklearra

(Ibai eta itsasoen ondoan instalatzen dira zentral hauek, ur asko erabiltzen baitute)

1. Ura euste-eraikinera sartzen da.
2. Fisio-erreakzioa (material nuklearra, uranioa edo plutonioa) gertatzen denean, ura berotzen da eta presioa hartzen du.
3. Lurruna sortzen da eta turbina abiadura handietan mugitzen du.
4. Generadoreak energia mekanikoa energia elektrikoan bihurtzen du.
5. Ur-lurruna hoztu egiten da eta likido bihurtzen da berriro.

Zentral termikoa (Konbentzionala)

1. Erregai fosilak berotzen dira eta tenperatura altuak hartzen dituzte, hodietatik sartzen dugun ura ur-lurrun bihurtzeko.
2. Galdaratik ur-lurruna presio handiarekin ateratzen da, eta honek turbina mugiarazten du.
3. Generadoreak turbinak sortzen duen energia mekanikoa energia elektrikoan bihurtzen du.
4. Turbinatik ateratzen den lurrunari tenperatura jaitsi eta egoera likidora itzultzen zaio, eta prozesua berriro hasten da.

Zentral termikoa (Ziklo konbinatua)

1. Gasa erregai bezala sartzen da eta presio handiko airearekin nahasten da, erreketa sortuz eta gas-turbina mugituz.
2. Generadoreak energia mekanikoa energia elektriko bihurtzen du.

Erreketak sortzen duen beroarekin, ura lurrun bihurtzen da, eta honek lurrun-turbina mugiarazten du.

3. Lurruna hoztu egiten da eta ur bihurtzen da prozesua berriro hasteko.

13. Adierazi erregai fosil nagusiak eta azaldu bakoitzaren erabilera nagusiak

Erregai fosil nagusiak 3 dira: ikatza, petrolioa eta gas naturala.

• Ikatza: Energia elektrikoa sortzeko erabiltzen da batez ere zentral termikoetan, eta, gainera, altzairuaren ekoizpenean lehengai garrantzitsua da.
• Petrolioa: Erregai likidoak (gasolina, diesela, kerosenoa) ekoizteko erabiltzen da, batez ere garraiorako, eta plastikoen eta bestelako materialen oinarria da.
• Gas naturala: Energia sortzeko erabiltzen da (etxeetako berokuntza eta sukaldeetarako ere bai), eta, ikatza eta petrolioarekin alderatuta, kutsadura gutxiago sortzen du.

Erregai horiek denak ez dira berriztagarriak, eta atmosferan CO₂ isurtzeagatik klima-aldaketan eragin handia dute.

14. Azaldu erregai fosilen erabilerak ingurumenean duen eragina eta eragin hori txikiagotzeko hartu diren neurriak

• Erabilpenak ingurumenean: Berotegi-efektuko gasen emisio handiak sortzen ditu, hala nola CO₂ eta metanoa, klima-aldaketa eraginez. Gainera, airearen kutsadura areagotzen dute, osasun arazoak eta biodibertsitatearen galera eraginez. Erregai horien erauzketa eta garraioak lurraren degradazioa, itsas kutsadura eta habitat suntsipena ere eragiten dituzte.

Neurri nagusiak:

• Energia berriztagarriak (eguzki-energia, haize-energia, hidroenergia) bultzatzea.
• Energia-eraginkortasuna hobetzea garraioan, industrian eta etxeetan.
• Erregai fosilen ordez elektrifikazioa bultzatzea, bereziki garraioan (ibilgailu elektrikoak).

15. Azaldu erregai nuklearraren zikloa

1. Meatzaritza eta aberastea: Uranioa edo beste material fisionagarriak (adibidez, plutonioa) meatzetatik ateratzen dira. Uranioaren kasuan, erreaktorean erabili ahal izateko aberastu egiten da.
2. Erregaia prestatzea: Aberastutako uranioa zentral nuklearretako erreaktoreetan erabiltzeko prestatzen da.
3. Energia ekoizpena: Erreaktorean fisio-erreakzioak gertatzen dira, eta horrek energia termikoa askatzen du. Energia hori...

Energia Berriztagarriak

1. Zerrendatu energia berriztagarri ezberdinak

1. Eguzki-energia
   • Eguzki-panel fotovoltaikoen bidez energia elektrikoa sortzen da.
   • Eguzki-instalazio termikoen bidez beroa sortzen da.
2. Haize-energia
   • Aerosorgailuen bidez energia elektrikoa sortzen da.
3. Energia hidroelektrikoa
   • Uraren mugimendua (presa, ibaien fluxua edo itsasoko olatuak) erabiliz energia sortzen da.
4. Energia geotermikoa
   • Lurraren barnealdeko beroa erabiltzen da energia elektrikoa edo beroa sortzeko.
5. Biomasa
   • Material organikoaren errekuntzaren edo deskonposizioaren bidez energia sortzen da.
6. Itsasoko-energia
   • Itsasoko olatuak, mareak edo itsasoko korronteak erabiliz energia sortzen da.

2. Azaldu zentral hidroelektrikoaren funtzionamendua eta potentzia mugatzen duten 2 faktore nagusiak

Zentral hidroelektrikoaren prozesua

Zentral hidroelektrikoek uraren energia zinetikoa eta potentziala erabiltzen dute elektrizitatea sortzeko. Prozesua:

1. Uraren biltegiratzea: Presa baten bidez, ur-reserba bat sortzen da altuera jakin batean. Uraren altuera energia potentziala gordetzeko erabiltzen da.
2. Uraren askatzea: Urak grabitatearen eraginez hodi presurizatu batetik (tutu behartua) behera egiten du. Urak energia potentziala energia zinetiko bihurtzen du.
3. Turbina: Urak turbina bat jotzen du, eta horrek biraketa mugimendua sortzen du (energia mekanikoa).
4. Alternadorea: Turbinarekin konektatua dagoen alternadoreak energia mekanikoa energia elektriko bihurtzen du.
5. Energia banaketa: Sortutako elektrizitatea transformatzaile baten bidez tentsioa igo egiten da eta sare elektrikora bideratzen da.

Potentzia mugatzen duten faktoreak

• Uren erorketa altuera (Ah): Ura erortzen duen altuera edo maila-desberdintasuna (presa eta turbinaren artean) funtsezkoa da. Altuera horrek energia potentziala ematen dio urari, eta zenbat eta altuera handiagoa izan, orduan eta energia gehiago sortu daiteke.
• Uren emaria (Q): Ur-fluxuaren bolumena edo emaria denbora-unitate bakoitzeko (adibidez, segundo bakoitzeko litroak edo metro kubikoak). Emari handiagoak energia mekaniko gehiago sor dezake turbinetan.

3. Zein erregai erabiltzen da Biomasa bidez energia lortzeko?

• Landare jatorriko erregaiak:
  • Zura eta egur-ikatzak
  • Hondakin begetalak
• Animalia jatorriko erregaiak:
  • Animalien gorotzak
• Hondakin organikoak:
  • Etxeko hondakin organikoak
  • Industria-hondakinak
• Landare energetikoak:
  • Energia-landareak
• Biogasa sortzeko erregaiak:
  • Metanizazio bidezko erregaiak

10. Eguzki energiaren kasuan, beroaz gain ba al dago energia elektrikoa lortzeko beste bitartekorik?

Bai, energia elektrikoa lortzeko bitartekoa efektu fotovoltaikoa da. Prozesua honako hau da:

1. Eguzki argia jasotzea: Plakak zelula fotovoltaikoz osatuta daude, eta hauek eguzki argia xurgatzen dute.
2. Korronte elektrikoa sortzea: Zelulen barruan, argiaren fotoiek silizioaren atomoak kolpatzen dituzte, elektroiak askatuz. Horrela, korronte zuzena (KZ) sortzen da.
3. Korrontea bihurtzea: Inbertsore izeneko gailu batek korronte zuzena korronte alterno (KA) bihurtzen du, etxeetan erabiltzeko modukoa izan dadin.
4. Energia banatzea: Sortutako elektrizitatea zuzenean erabili, baterietan biltegiratu edo sare elektrikora bidali daiteke.

4. Azaldu zertan datzan Energia Geotermikoa. Euskal Herrian zertarako erabili daiteke?

Energia geotermikoa lurraren barneko beroa erabiltzean datza. Bero hori lurraren magmatik, arroka beroetatik edo akuifero termaletatik dator.

• Zerbitzu termikoak: Ur beroa edo lurruna zuzenean erabiltzen da berokuntzarako, ur bero sanitarioa sortzeko edo industria-prozesuetan.
• Energia elektrikoa sortzea: Tenperatura oso altuak daudenean, beroa erabiltzen da lurruna sortzeko, eta hori turbinak mugiarazteko erabiltzen da.

Euskal Herrian energia geotermikoa berokuntzarako, ur berorako, industria-prozesuetarako, nekazaritzako eta arrantzarako erabiltzen da. Klima freskoan, baliabide hau energia berriztagarri gisa ondo aprobetxatzen da, batez ere tenperatura baxuko aplikazioetarako.

5. Energia Hidraulikoan erabili ohi diren turbina desberdinak

Turbina mota bakoitza altuera eta emari baldintza desberdinetarako erabiltzen da:

• Francis Turbina: Altuera ertaineko eta emari ertaineko zentraletan erabiltzen da.
• Kaplan Turbina: Altuera txikiko eta emari handiko zentraletan erabiltzen da.
• Pelton Turbina: Altuera handiko eta emari txikiko zentral hidroelektrikoetan erabiltzen da.

6. Aipatu aire-sorgailu honen barruan ikusten diren 2 elementu. Nola lortzen da ardatzaren abiadura handitzea?

Aire-sorgailuaren barruko elementu nagusiak:

• Biderkatzailea: Abiadura handitzen du.
• Sorgailua: Energia mekanikoa energia elektrikoan bihurtzen du.

Abiadura handitzeko prozesua: Aerosorgailuaren palek abiadura txikian biratzen dute. Biderkatzaileak (engranaje-sistema bat) abiadura hori handitzen du, sorgailuak elektrizitatea modu eraginkorrean sortzeko behar duen abiadura altua lortu arte.

7. Aipatu 2 elementu hauen izenak (Haize-sorgailuaren kanpoaldekoak)

• Haize-orratza: Haizearen noranzkoa jakiteko balio du. Honen arabera, aire-sorgailua haizearen kontra kokatzen da.
• Anemometroa: Haizearen abiadura neurtzeko balio du. Abiadura minimoa 11 km/h ingurukoa izan ohi da, eta maximoa 90 km/h.

8. Azaldu irudian ikusten duzuna (Eguzki-energia termikoa)

Eguzki-energia termikoa ur bero sanitarioa sortzeko erabiltzen da:

1. Plaka termikoa: Plaka barruan likido bat mugitzen da, eguzkiaren bidez berotzen dena.
2. Zisterna: Zisterna barruan, aurreko likidoa hodi batzuetatik igarotzen da barneko ura berotzeko, gero etxean erabiltzeko.
3. Ur-berogailu osagarriak: Plakak ematen duen beroa nahikoa ez bada ura berotzeko, kanpoko ur-berogailuak erabiltzen dira.

9. Azaldu irudian den energia iturriaren funtzionamendu osoa (Zentral Termosolarra)

Funtzionamendua

1. Heliostatoak: Eguzki argia kontzentratzen dute ispiluen bidez.
2. Hargailua: Argia bero bihurtzen da fluido bat berotuz.
3. Bero-biltegia: Fluido berotuak beroa metatzen du erabilera jarraitua bermatzeko.
4. Lurrungailua: Fluido beroak ura lurrun bihurtzen du.
5. Turbina: Lurrunak turbina bat mugitzen du eta energia mekanikoa sortzen du.
6. Sorgailua: Turbinaren energia elektrizitate bihurtzen du.
7. Banaketa: Elektrizitatea sare elektrikora bidaltzen du.

GALDETEGIA: ENERGIA ELEKTRIKOA

1. Aipatu elektrizitatea sortzeko dauden modu ezberdinak

Korronte elektrikoa sortzeko, bi punturen arteko potentzial edo tentsio elektriko desberdina izan behar da. Desberdintasun hori lortzeko, honako prozedura hauek erabil daitezke:

• Transformazio kimikoa: Bi metal desberdin edo metal bat eta ikatza disoluzio egokian sartzean, potentzial-desberdintasuna sortzen da bien artean. Pila horietan oinarritzen dira.
• Indukzioa: Eroale elektriko bat eremu magnetiko baten barrutik mugitzen bada, potentzial-desberdintasuna agertzen da eremu horren muturretan. Industrietako sorgailu elektrikoak ezaugarri elektromagnetiko horretan oinarritzen dira.
• Berotzea: Berdinak ez diren bi metalen soldadura berotzen denean, tentsioa sortzen da. Tentsio hori oso txikia izaten da eta, beraz, tenperatura neurtzeko aplikatzen da.
• Argiaren eragina: Argiaren fotoiek material erdieroale batzuetan jotzen dutenean, korronte-jarioa sortzen da. Zelula fotovoltaikoek energia hori aprobetxatzen dute.
• Marruskadura: Bi gauza bata bestearen aurka urratzen direnean, potentzial-desberdintasuna sor daiteke euren artean. Adibidez, automobil baten elektrizitate estatikoa aireak karrozeria urratzearen ondorioz sortzen da, baita gurpilen urratzearen ondorioz ere.
• Presioa: Material batzuek propietate hauek izaten dituzte: konpresio- edo trakzio-indarrak aplikatzen zaizkienean, tentsio elektrikoak agertzen dira gainazalean. Fenomeno piezoelektriko hori kristal batzuek izaten dute, kuartzoak batez ere, eta korronte txikiak sortzeko erabiltzen da (mikrofonoa, kuartzozko erlojua edo pizgailua).

2. Elektrizitatea sortzeko gehien erabiltzen den metodoa

Elektrizitatea eskala handian sortzeko gehien erabiltzen den metodoa indukzio elektromagnetikoa da, Michael Faradayk 1831n aurkitutako printzipioan oinarrituta dago.

Metodo hau elektrizitatea sortzen duten ia instalazio guztietan erabiltzen da, hala nola termikoetan, nuklearretan, hidroelektrikoetan eta eolikoetan.

Zertan oinarritzen da indukzio elektromagnetikoa?

Faradayren legean oinarritzen da. Lege horrek ezartzen baitu korronte elektriko bat sortzen dela eroale batean, eroale horrek fluxu magnetikoaren aldaketa bat jasaten duenean. Praktikan:

1. Eroale bat (adibidez, alanbrezko bobina bat) eremu magnetiko aldakor batean kokatzen da.
2. Bobinaren bidezko eremu magnetikoa aldatzen bada (bobina, imana edo biak mugiaraziz), korronte elektriko bat induzitzen da eroalean.
3. Induzitutako korrontea konektatutako zirkuitu batetik igarotzen da, elektrizitatea sortuz.

3. Orokorrean, nola funtzionatzen dute zentral elektrikoek?

Zentral elektrikoak modu orokorrean honela funtzionatzen dute:

1. Energia iturria erabiltzen da beroa edo mugimendua sortzeko (adibidez, haizea, ura edo erregaiak).
2. Sortutako energia turbinak mugitzeko erabiltzen da.
3. Turbinak sorgailu elektriko bat birarazten du, eta horrela elektrizitatea sortzen da.

4. Nola egiten da energia elektrikoaren garraioa? Arrazoitu tentsio handia erabiltzearen arrazoi nagusia.

Energia elektrikoa garraiatzeko, tentsio handiko lineak erabiltzen dira:

1. Tentsioa handitzea: Sorgailuetan sortutako elektrizitatea transformatzaile baten bidez tentsio handira igotzen da.
2. Garraioa: Tentsio handiko linea bidez distantzia luzeetara garraiatzen da.
3. Tentsioa jaistea: Azken erabiltzaileengana iristean, tentsioa berriro jaisten da.

Tentsio handia erabiltzeko arrazoia: Korrontearen intentsitatea murrizten du, eta horrela, energia-galera (berotzeagatik) txikiagoa izaten da.

5. Zer egiten da ospitale edo aireportu batean energia elektrikoko hornikuntza ziurtatua izateko?

Hainbat sistema erabiltzen dira:

• Erreserba-sorgailuak: Elektrizitate-hornidura eten bada, erreserba-sorgailuek automatikoki energia sortzen dute.
• UPS (Uninterruptible Power Supply): Energia elektrikoa aldi baterako hornitzeko bateriak edo erreserbako sistemak erabiltzen dira.

Oso garrantzitsua da leku hauetan elektrizitatea ziurtatuta egotea, hegazkinak kontrolpean izateko eta ospitaletan erabiltzen diren gailu guztiek behar den bezala lan egiteko.

6. Definitu zirkuitu elektrikoetan erabiltzen diren oinarrizko magnitudeak eta azaldu beraien unitateak

• Tentsioa (Boltajea) (V): Karga elektrikoa mugitzen duen energia (unitatea: Voltak, V).
• Intentsitatea (I): Zirkuituan kargak mugitzen diren abiadura (unitatea: Ampereak, A).
• Erresistentzia (R): Materialek korronteari jartzen dioten oztopoa (unitatea: Ohmak, Ω).

7. Barneratu ondoko adierazpenak, magnitudeak eta azaldu unitateak

• Ohm-en legea: I = V / R

  Intentsitatea = Tentsioa / Erresistentzia

  (Unitateak: A, V, Ω)

• Potentzia: P = V · I

  Potentzia = Tentsioa x Intentsitatea

  (Unitateak: Wattak, W)

• Erresistentzia (Eroalearen araberakoa): R = ρ · L / S

  (ρ: Erresistibitatea, L: Luzera, S: Sekzioa)

8. Azaldu korronte alternoaren eta zuzenaren arteko diferentzia nagusia

• Korronte zuzena (KZ / DC): Elektrizitatearen fluxua norabide bakarrekoa da.
• Korronte alternoa (KA / AC): Elektrizitatearen fluxuak norabidea etengabe aldatzen du. (KA erabiltzen da gure etxeetan tentsioa erraz igotzeko eta garraiatzeko).

9. Zein da ARTEZGAILUAREN funtzioa?

Artezgailua korronte alternoa (KA) korronte zuzena (KZ) bihurtzeko erabiltzen da. Hori beharrezkoa da gailu elektroniko askotan (adibidez, ordenagailu eramangarrietan eta telefono mugikorretan).

10. Adierazi gure etxeetan, industrian, ordenagailu eramangarrietan eta mugikorrean erabiltzen diren tentsio erabilienak

• Etxeak: 230 V (KA)
• Industria: 400 V edo gehiago (KA).
• Ordenagailu eramangarriak: 19-20 V (KZ)
• Mugikorrak: 5 V (USB kargagailua, KZ).

12. Abenduko faktura baten kalkulua (Potentzia kontratatua 5,5 kW)

Prezioak

Kontsumoak (31 eguneko kalkulua)

Eguneko kontsumo totala: 0,5 + 3 + 6 + 1,5 = 11 kWh/egun

Faktura kalkulua (31 egun)

• Potentzia kontratatua: 5,5 kW · 0,082 €/kW/egun · 31 egun = 13,981 €
• Energia kontsumitzea: 11 kWh/egun · 31 egun · 0,19 €/kWh = 64,79 €
• Oinarri zergagarria: 13,981 € + 64,79 € = 78,771 €
• Zergak (% 5,11): 78,771 € · 0,0511 = 4,025 €
• Neurgailuen alokairua: 31 egun · 0,026 €/egun = 0,806 €
• BEZ (% 21): (13,981 + 64,79 + 4,025 + 0,806) · 0,21 = 17,556 €

Faktura totala: 78,771 € + 4,025 € + 0,806 € + 17,556 € = 101,158 €