Fórmules i Tipus d'Energia i Centrals Elèctriques

Fórmules Clau en Energia i Potència

Aquí teniu algunes fórmules fonamentals relacionades amb l'energia i la potència:

• Potència: P = W / t (Treball / temps)
• Treball: W = F · d · cos(α) (Força · distància · cosinus de l'angle)
• Energia Cinètica: Ec = 1/2 · m · v² (1/2 · massa · velocitat al quadrat)
• Energia Mecànica: Em = Ep + Ec (Energia Potencial + Energia Cinètica)
• Energia Potencial Gravitatòria: Ep = m · g · h (massa · gravetat · altura)
• Energia Tèrmica (Combustió): Et = m · Poder Calorífic (massa · poder calorífic del combustible)
• Energia Consumida: Econsumida = Eútil + Eperduda
• Rendiment: Rendiment = (Eútil / Econsumida) · 100%
• Calor Absorbida/Cedida: Q = m · Ce · ΔT (massa · Calor Específica · Increment de Temperatura)
• Calor Específica de l'Aigua: Ce (aigua) ≈ 4.18 kJ/(kg·°C)
• Equivalència Massa-Energia (Einstein): E = m · c² (Energia = massa · velocitat de la llum al quadrat, on c ≈ 3 · 10⁸ m/s)
• Potència Consumida: Pconsumida = Pútil / Rendiment
• Pes: Pes = m · g (massa · gravetat)
• Poder Calorífic (Corregit per P/T): Poder Calorífic (corregit) = P / 101300 · 273 / (273 + T)
• Potència Útil: Pútil = Eútil / temps
• Poder Calorífic: Poder Calorífic = Etermica / massa (o per volum)
• Energia Útil: Eútil = Econsumida · Rendiment
• Energia Tèrmica: Sovint Etermica = Econsumida (en processos de generació de calor)
• Energia Elèctrica: Sovint Eelèctrica = Eútil (l'energia de sortida útil)
• Energia Perduda: Eperduda = Econsumida - Eútil

Fonts d'Energia

Les fonts d'energia són els recursos naturals dels quals es pot obtenir energia per produir calor, llum i potència.

Les fonts d'energia tradicionals són el foc, l'aigua i el vent.

Es classifiquen en:

• Renovables
• No renovables
• Primàries
• Secundàries
• No convencionals
• Convencionals

Tipus de Combustibles

Alguns combustibles importants inclouen:

• El Carbó Mineral: És el primer combustible fòssil que va utilitzar la humanitat. Va ser indispensable per a la màquina industrial i per al transport marítim i ferroviari.
• El Petroli: És un líquid de color variable, menys dens que l'aigua.
• El Gas Combustible: És capaç de reaccionar amb l'oxigen de l'aire de forma ràpida i amb alliberament de calor.

Centrals Elèctriques

Les centrals elèctriques transformen l'energia primària en energia elèctrica. Disposen d'un conjunt de màquines motrius i aparells que s'utilitzen per generar energia elèctrica.

Tipus de Centrals Elèctriques

• Centrals Nuclears: Són centrals termoelèctriques en què la font d'energia tèrmica s'obté de la fissió dels àtoms d'urani i de plutoni. El Reactor Nuclear és el component més important de les centrals nuclears.
  • Central Nuclear PWR (Pressurized Water Reactor): Utilitzen urani enriquit com a combustible i aigua com a refrigerant i moderador alhora. La calor produïda en el nucli es transfereix a través del circuit primari de refrigeració fins al circuit secundari per produir vapor.
  • Central Nuclear BWR (Boiling Water Reactor): Utilitzen urani enriquit i aigua, però només utilitzen un circuit de refrigeració, ja que el vapor s'obté dins del reactor. Com que l'aigua està a menys pressió, entra en ebullició, per tant, el circuit primari és més simple.
  • Centrals amb Reactors de Neutrons Ràpids: El reactor no utilitza moderador, per tant, les fissions es fan més ràpid.
• Centrals Hidroelèctriques: Es basen en l'aprofitament de l'energia de l'aigua que transporten els rius per convertir-la en energia elèctrica. Utilitzen turbines acoblades als alternadors. La transformació energètica és:

  Energia Potencial → Energia Cinètica → Energia Cinètica de Rotació → Energia Elèctrica → Utilització

• Centrals de Bombeig: Són instal·lacions que tenen la finalitat de racionalitzar la producció d'energia elèctrica a la demanda existent.
• Minicentrals Elèctriques: Són centrals de potència compresa entre 250 kW i 10.000 kW.
• Centrals Termoelèctriques Convencionals: Generen energia elèctrica a partir d'energia tèrmica produïda per la combustió del carbó, fuel o gas natural.
• Centrals Termoelèctriques Mixtes: Estan dissenyades per utilitzar diferents combustibles.

Fonts d'Energia Alternatives

Les energies alternatives provenen d'aquelles fonts d'energia que es renoven de manera contínua.