L'alta tensió elèctrica és una força fonamental a la nostra societat moderna, encara que sovint passa desapercebuda.
Aquesta forma delectricitat és essencial per a la transmissió eficient denergia elèctrica a través de llargues distàncies, la qual cosa ens permet encendre els nostres llums, alimentar els nostres ordinadors i mantenir en funcionament innombrables dispositius i sistemes.
L'alta tensió elèctrica es refereix a un nivell de voltatge significativament més gran que el que utilitzem a les nostres llars i negocis. Mentre que l'electricitat en els nostres endolls domèstics sol estar al rang de 110 a 240 volts, l'alta tensió implica tensions elèctriques molt més grans, sovint en el rang de milers o fins i tot milions de volts.
Què és l'alta tensió elèctrica?
L'alta tensió s'empra en la transmissió eficient d'electricitat a distàncies llargues, minimitzant les pèrdues d'energia durant el transport. També s'utilitza en aplicacions industrials i d'alta potència, com ara instal·lacions de generació i línies de transmissió d'alt voltatge.
Generació d'alta tensió
Per comprendre com genera l'alta tensió elèctrica, primer hem de considerar la generació d'electricitat en plantes d'energia. La majoria de les plantes denergia utilitzen generadors que converteixen lenergia mecànica en energia elèctrica. Els generadors consten de bobina de filferro que gira dins un camp magnètic. Quan la bobina gira, s'indueix un corrent elèctric al filferro. Aquest corrent és, al principi, de baixa tensió.
La transformació de baixa tensió a alta tensió s'aconsegueix mitjançant els transformadors. Un transformador és un dispositiu que consta de dues bobines de filferro enrotllades al voltant d'un nucli de ferro. En interconnectar les bobines de diferents mides, és possible augmentar la tensió.
Exemple: centrals elèctriques denergia solar
L'electricitat generada pels panells solars s'eleva a alta tensió mitjançant inversors abans de ser transmesa a través de línies de transmissió d'alta tensió. Això redueix les pèrdues denergia durant la transmissió i permet portar lelectricitat a distàncies significatives.
Transmissió d'alta tensió
Un cop generada l'alta tensió, cal transmetre-la a través de xarxes elèctriques fins a la destinació. La transmissió d'alta tensió es fa mitjançant línies de transmissió especialment dissenyades que poden suportar tensions elèctriques elevades. Aquestes línies de transmissió estan suspeses a torres d'alta tensió i aïllades per evitar descàrregues elèctriques.
Per què en alta tensió?
La raó principal per transmetre electricitat a alta tensió és l'eficiència. Com més gran és la tensió, menor és la pèrdua d'energia durant el transport.
Això és perquè, segons la Llei d'Ohm, la pèrdua d'energia en una línia elèctrica està relacionada amb la resistència de la línia i el corrent que flueix a través d'aquesta. Com més tensió, es pot transportar la mateixa quantitat d'energia amb menys corrent, cosa que redueix les pèrdues per escalfament a la línia.
Transformació d'alta tensió a baixa tensió
La reducció de la tensió és essencial per a la seguretat i ús quotidià de l'electricitat. La tensió alta és necessària per a la transmissió eficient, però és perillosa per al seu ús directe. A les nostres llars i empreses, l'electricitat se subministra a un nivell de tensió segura, generalment 110-240 volts a la majoria dels països.
Avantatges i desavantatges de l'alta tensió
La utilització de l'alta tensió en sistemes elèctrics té avantatges i desavantatges, i aquests poden variar segons el context i l'aplicació específica.
A continuació, es presenten alguns dels avantatges i desavantatges més destacats:
Avantatges
La transmissió de l'electricitat en alta tensió presenta els beneficis següents:
- Transmissió eficient: L'alta tensió permet la transmissió eficient d'electricitat a distàncies llargues. A més tensió, es redueix el corrent elèctric, cosa que disminueix les pèrdues d'energia a les línies de transmissió, d'acord amb la llei d'Ohm.
- Reducció de pèrdues: Les pèrdues denergia en forma de calor, que es produeixen a causa de la resistència dels conductors, disminueixen a mesura que saugmenta la tensió. Això millora leficiència de la transmissió i redueix el malbaratament denergia.
- Més capacitat de càrrega: L'alta tensió permet transportar grans quantitats d'energia a través de línies de transmissió existents. Això és especialment beneficiós per a lexpansió de la infraestructura elèctrica sense la necessitat de construir noves línies.
- Reducció de costos d'infraestructura: L'ús d'alta tensió pot resultar en una quantitat menor de torres i cables de transmissió, cosa que disminueix els costos d'infraestructura i l'impacte ambiental.
Desavantatges
- Perill potencial: L'alta tensió presenta més risc per a la seguretat humana. El contacte directe amb cables d'alta tensió pot ser mortal, i calen precaucions rigoroses per garantir la seguretat.
- Costos inicials elevats: La instal·lació de sistemes d'alta tensió pot requerir inversions inicials significatives en transformadors, subestacions i altres equips.
- Manteniment especialitzat: Els sistemes d'alta tensió necessiten manteniment especialitzat i supervisió constant per garantir un funcionament segur i eficient.
Impacte a la vida quotidiana
L'alta tensió elèctrica té un impacte profund a la nostra vida quotidiana, encara que no sempre ho notem directament.
Aquí hi ha algunes maneres en què l'alta tensió elèctrica influeix en les nostres vides:
- Subministrament denergia: lalta tensió és fonamental per a la transmissió eficient denergia elèctrica des de les plantes denergia fins a les nostres comunitats.
- Infraestructura industrial: les instal·lacions industrials, fàbriques i plantes de fabricació sovint utilitzen sistemes d'alta tensió per alimentar maquinària i processos industrials.
- Transport elèctric: el transport elèctric, com ara trens i tramvies elèctrics, depèn de sistemes d'alta tensió per al seu funcionament.