Una central de cicle combinat és una planta de generació denergia elèctrica que utilitza tant turbines de gas com turbines de vapor per produir electricitat. La central de cicle combinat utilitza la calor generada per la combustió del gas natural o del petroli per generar energia mecànica en una turbina de gas. Lenergia mecànica es converteix en electricitat a través dun generador.
Després, la calor residual de la combustió del gas es fa servir per produir vapor en una caldera i alimentar una segona turbina de vapor. L'energia mecànica generada per la turbina de vapor també esdevé electricitat mitjançant un altre generador.
L´ús conjunt de les dues turbines permet aprofitar al màxim l´energia generada per la combustió del combustible, augmentant l´eficiència energètica de la central.
Com funciona una central tèrmica de cicle combinat?
Les centrals tèrmiques de cicle combinat són una tecnologia de generació delectricitat que combina dos cicles termodinàmics diferents: el cicle Brayton i el cicle Rankine.
Cicle Brayton
El cicle Brayton s'utilitza a la primera etapa del procés de generació d'electricitat en una central de cicle combinat. En aquest cicle, el gas natural es crema en una turbina de gas per produir energia cinètica perquè després es transformi en energia elèctrica mitjançant un generador.
Cicle Rankine
Al cicle Rankine, que s'utilitza a la segona etapa del procés de generació d'electricitat, la calor dels gasos que surten de la turbina de gas es dirigeix cap a una caldera de recuperació de calor. La calor recuperada es fa servir per generar vapor que acciona una turbina de vapor connectada a un altre generador elèctric.
Avantatges d'una central termoelèctrica de cicle combinat
Entre els avantatges d'una central de cicle combinat destaquen els següents
-
Alta eficiència energètica: En utilitzar dos cicles termodinàmics diferents, aquestes centrals poden aprofitar més del 60% de l'energia del gas natural que es crema, en comparació del 30-40% que s'aprofita en una central tèrmica convencional.
-
Menor emissió de gasos contaminants: a causa de la seva major eficiència energètica, aquestes centrals emeten menys diòxid de carboni i altres gasos defecte hivernacle de la cambra de combustió per unitat denergia produïda que les centrals tèrmiques convencionals.
Comparació amb altres tipus de centrals
Les diferències entre aquests dos tipus de centrals es poden resumir en aquests tres punts:
-
Les centrals tèrmiques de cicle combinat són molt més eficients que les centrals tèrmiques convencionals. Per tant, el cost per quilowatt generat és menor.
-
Les pantes tèrmiques de cicle combinat també emeten menys gasos contaminants que les centrals tèrmiques convencionals per unitat denergia produïda.
-
Les centrals de cicle combinat també tenen més flexibilitat operativa que altres centrals tèrmiques i es poden adaptar ràpidament als canvis en la demanda d'energia.
Comparació amb una central tèrmica solar
En comparació amb una central tèrmica solar, les centrals tèrmiques de cicle combinat poden funcionar de manera més constant i més fiable que una central tèrmica solar. Les plantes de cicle combinat no depenen de la disponibilitat de la radiació solar, per això la generació d'electricitat no depèn ni del clima ni de l'hora del dia.
En termes deficiència energètica, les centrals de cicle combinat són més eficients en termes de conversió denergia que les centrals tèrmiques solars. L'eficiència d'una central d'energia solar és al voltant del 25%, mentre que les de cicle combinat és del 50-60%.
En termes de medi ambient, es tracta de dues fonts molt diferents: l'energia solar és una energia renovable i l'energia fòssil no ho és. A més, les centrals termoelèctriques de cicle combinat emeten gasos amb efecte d'hivernacle durant el seu funcionament, mentre que l'energia solar és una energia neta sense emissió de gasos.
Una altra característica diferencial és que les plantes solars no depenen de cap combustible primari, mentre que les centrals tèrmiques de cicle combinat necessiten cremar combustibles fòssils.
Impacte mediambiental
L‟impacte ambiental d‟aquest tipus de centrals és el següent:
-
Emissió de gasos contamiants: aquestes centrals emeten grans quantitats de diòxid de carboni i altres gasos contaminants com òxids de nitrogen i diòxid de sofre. Les emissions de CO 2 poden tenir efectes negatius sobre la qualitat de l'aire i la salut humana.
-
Consum d'aigua: una planta de cicle combinat necessita grans quantitats d'aigua per operar-la, principalment per refredar el vapor d'aigua que impulsa les turbines.
-
Residus sòlids: Les plantes de cicle combinat generen residus sòlids, líquids i gasosos, que s'han de gestionar adequadament.
-
L'impacte visual: l'impac visual d'una central de cicle combinat dependrà de la ubicació i el disseny.
