Producció i distribució d'energia elèctrica

1. Centrals elèctriques productores d'energia

L'energia elèctrica permet el seu ús en quantitat abundant i disponibilitat immediata. Per això es produeix pel seu consum domèstic i industrial a partir d'altres formes d'energia primàries a les centrals elèctriques (reben el nom de l'energia primària: nuclears, tèrmiques, hidràuliques, eòliques, geotèrmiques, etc.)

El principal inconvenient de l'energia elèctrica és que no es pot emmagatzemar (si no es consumeix, es perd). Per això cal ajustar la producció al consum (hores punta-hores vall) mitjançant diferents tipus de centrals:

• Centrals de base o principals (nuclears, grans hidràuliques).
• Centrals punta: per treballar a hores punta (hidràuliques, tèrmiques).
• Centrals reserva: funcionen en cas d'avaries.
• Centrals de bombeig: aprofiten l'energia sobrant.

2. Centrals hidroelèctriques

Produeixen electricitat aprofitant l'energia de l'aigua dels rius.

http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa_Catalan/recursos-interactivos/produccion-deelectricidad/xi.-las-centrales-hidroelectricas

EMBASSAMENT (Energia potencial de l'aigua) → CANONADES (Energia cinètica) → TURBINA (Energia cinètica de rotació) → ALTERNADOR (Energia elèctrica) → TRANSPORT (Xarxa elèctrica) → CONSUM

Components:

• Presa: el formigó reté l'aigua aprofitant un desnivell. Hi ha de tres tipus:

1. De gravetat.
2. De contraforts.
3. D'arc senzill.

• Conductes:

1. Sobreeixidors.
2. Esmorteïdors.
3. Desaigües al fons.

• Sala de màquines: té els grups turboalternadors. Són turbines que mouen els generadors. Hi ha tres tipus de turbines:

1. Pelton: per gran altura i cabal regular.
2. Francis: per salt intermedi i cabal variable.
3. Kaplan: per poca altura i cabal variable.

• Transformadors i parc de distribució: l'energia elèctrica produïda als alternadors, per ser transportada amb les menors pèrdues possibles, cal que sigui d'alta o molt alta tensió. El transformador augmenta la tensió i està connectat a la xarxa de transport.

Tipus de centrals hidroelèctriques:

• Aigua fluent.
• Aigua embassada: de derivació o acumulació.
• Centrals de bombeig o reversibles: tenen dos embassaments, un superior i un inferior. A hores punta, funcionen normalment, a hores vall utilitzen l'excedent d'energia per bombejar aigua de l'embassament inferior al superior. Dos tipus:

1. Bombeig pur: rep l'aigua només de l'embassament inferior.
2. Bombeig mixt: funcionen amb o sense bombeig previ.

• Minicentrals: Per petits nuclis urbans i fàbriques properes al riu. Tenen entre 250-5000kW de potència instal·lada.
• Centrals hidroelèctriques i el medi ambient:

• Avantatges: no emeten contaminants atmosfèrics, poden regular el cabal de rius, prevenir inundacions, permeten camps de regadiu.
• Inconvenients: Pèrdua de terreny per l'embassament. Alteració del cabal del riu i ecosistemes. Eutrofització de les aigües.

3. Centrals tèrmiques convencionals

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

Funcionament:

El combustible es crema a la caldera i escalfa vapor d'aigua, la pressió del qual mou una turbina de vapor que és solidària a un alternador.

COMBUSTIBLE (Energia química) → CALDERA (Energia tèrmica) → VAPOR (Energia cinètica) → TURBINA (Energia cinètica de rotació) → ALTERNADOR (Energia elèctrica) → TRANSPORT I ÚS (Energia elèctrica)

Components:

1. Emmagatzematge de combustible: dipòsit de carbó o fuel. Gasoductes de gas natural.
2. Caldera:

• Cremadors de combustible adequats al tipus de combustible. S'injecta el combustible i aire preescalfat.
• Càmera de combustió plena de tubs pels que circula vapor d'aigua.
• La transmissió de calor és per radiació.
• Reescalfadors per eliminar petites gotes d'aigua del vapor (vapor sec).
• Economitzadors i preescalfadors: aprofiten la calor residual dels gasos emesos per escalfar.