Una planta d'energia és un lloc de producció central per a la generació d'electricitat. Una central elèctrica disposa d'equips i aparells utilitzats per a convertir l'energia natural a energia elèctrica, així com les estructures i edificis necessaris per a això, ubicats en un determinat territori.
El funcionament de la immensa majoria de les centrals elèctriques es basa en el principi de convertir l'energia de diversos tipus de motors en energia mecànica de rotació de l'rotor d'un generador elèctric, que després es converteix en electricitat. També hi ha instal·lacions per a la conversió directa d'energia en energia elèctrica, per exemple, les plantes fotovoltaiques.
Centrals tèrmiques
Una central tèrmica és una planta elèctrica que transforma l'energia tèrmica en electricitat. La font tèrmica varia depnendiento de l'el tipus de central, però el principi de funcionament és el mateix.
Les centrals tèrmiques més esteses són les que utilitzen l'energia tèrmica alliberada durant la combustió de combustibles fòssils (carbó, petroli, gas, etc.). Les centrals tèrmiques generen més de l'70% de l'electricitat del nostre planeta.
Això es deu a la presència de combustible fòssil en gairebé totes les regions del nostre planeta, a la possibilitat de transportar-lo des del lloc de producció a la central i a el progrés tècnic, assegurant la construcció de centrals tèrmiques d'alta potència.
Com funciona una central tèrmica?
Aquest tipus de centrals disposen d'un generador elèctric connectat a una turbina de vapor. Mitjançant la font de calor s'escalfa aigua per convertir-la en vapor. El vapor s'utilitza per accionar una turbina a alta pressió.
La generació d'electricitat mitjançant aquest tipus de plantes allibera molta calor que no s'utilitza en la seva totalitat. Això sovint, la calor residual es descarrega en les aigües superficials d'un riu proper mitjançant refrigeració per aigua amb grans torres de refrigeració.
Les centrals tèrmiques s'han estat desenvolupant des dels anys 80 de segle XIX, en la seva forma moderna, des dels anys 20 de segle XX. Les principals unitats que converteixen l'energia tèrmica de la combustió de el combustible en energia elèctrica són les turbines de vapor, turbines de gas, motors de combustió interna i combinacions d'aquests.
Tipus de centrals tèrmiques
Els diferents tipus de centrals tèrmiques es classifiquen depenent de la font de calor:
-
Centrals tèrmiques 'clàssiques'
-
Centrals elèctriques de carbó (carbó polvoritzat)
-
Centrals elèctriques de gas (gas natural)
-
Plantes d'oli (fuel)
-
-
Plantes d'energia nuclear ( fissió nuclear )
-
Plantes d'energia de biomassa
-
Plantes d'incineració de residus
-
Plantes d'energia geotèrmica (energia geotèrmica)
Què és una planta combinada de calor i energia?
Algunes d'aquest tipus de centrals elèctriques tenen la funció secundària de generar calor per a calefacció urbana o per a la indústria, per exemple.
Aquest tipus es diu planta combinada de calor i energia. Una central elèctrica d'aquest tipus sol tenir una menor eficiència per a la generació d'electricitat perquè part de l'energia s'utilitza deliberadament per generar calor.
No obstant això, l'eficiència tèrmica total és molt més gran, perquè la calor alliberada s'utilitza de manera eficaç.
De vegades, també es pot utilitzar aquesta calor per accionar turbines industrials de vapor per a les necessitats tecnològiques.
Centrals nuclears
Les centrals nuclears són un tipus de central tèrmica que utilitzen energia tèrmica obtinguda de l'energia nuclear. La calor s'obté en un reactor nuclear mitjançant una reacció de fissió en cadena de combustible nuclear. El combustible utilitzat en aquest tipus de plantes sol ser urani i plutoni.
La conversió addicional de l'energia tèrmica alliberada en un reactor nuclear ocorre de manera similar a una central tèrmica de turbina de vapor.
Aquest tipus de centrals generen residus nuclears molt dificles de gestionar. També poden generar importants danys a l'entorn ocasionats per accidents o situacions anormals durant el funcionament de les centrals nuclears
D'altra banda, aquesta forma de generar electricitat no emet gasos d'efecte hivernacle per la qual cosa no contribueix negativament el canvi climàtic.
Centrals hidroelèctriques
Les centrals hidroelèctriques funcionen generant energia gràcies a la aigua embassada a certa alçada. L'aigua emblasada disposa d'energia potencial que quan es deixa caure es converteix en energia cinètica. A l'caure, l'aigua acciona unes turbines hidràuliques generadno energia hidroelèctrica (electricitat).
Centrals hidroelèctriques reversibles
Algunes d'aquestes centrals disposen d'un sistema per emmagatzemar energia potencial en els moments en què hi ha excedent elèctric.
Aquestes centrals disposen d'embassaments situats a altures diferents. Quan es necessita produir electricitat s'allibera aigua de l'embassament superior per accionar les turbines i queda emmagatzemada en l'embassament inferior. Si la xarxa elèctrica està generant un excés de electridad, es bomba aigua cap a l'embassament supperior de nou.
Quines altres centrals elèctriques utilitzen energies renovables?
A més de les plantes d'energia esmentades anteriorment i generalment denominades "tradicionals", hi ha una àmplia varietat de plantes d'energia que utilitzen fonts d'energia renovables per generar electricitat.
Per exemple,
-
Plantes d'energia solar fotovoltaica que fucionen amb panells fotovoltaics capaços de generar un corrent elèctric.
-
Plantes d'energia eòlica que que utilitzen l'energia de corrents de vent.
-
Plantes d'energia mareomotriu, que utilitzen el reflux i flux de l'aigua de l'oceà.
-
Plantes geotèrmiques que utilitzen l'energia tèrmica d'aigües termals subterrànies (energia geotèrmica).
-
Plantes que utilitzen la diferència de temperatura de l'aigua a la superfície i en les profunditats de l'oceà, i altres.
Gestió de l'electricitat
Les centrals elèctriques es combinen en un sistema energètic que també inclou:
-
Instal·lacions que consumeixen electricitat
-
Línies elèctriques que les connecten a les centrals elèctriques
-
Aparells eléctrónicos amb transformadors de corrent de pujada i baixada de tensió.
El transport d'electricitat a llarga distància a distàncies de fins a milers de quilòmetres es realitza a través de línies de transmissió d'energia d'alt voltatge 100 ... 750 kV, transport de curta distància - a través de línies de transmissió d'energia de voltatge més sota fins a 100 kV.
Gestió de la producció d'electricitat
Les centrals elèctriques tenen el seu propi patró de producció. Per exemple, la potència d'una central elèctrica de gas es pot ajustar amb relativa facilitat, el que no és possible per a una central elèctrica de carbó.
Atès que els preus fluctuen fortament durant el dia (i la setmana), aquesta és un avantatge important. D'altra banda, els costos de el gas són més alts que els costos de l'carbó (per kWh d'electricitat generada). Per tant, l'elecció d'un tipus de central elèctrica requereix una visió a llarg termini de diversos mercats energètics complexos.