Fonts d'energia, combustibles i centrals elèctriques: guia completa

Fonts d'energia

Classificació de les fonts d'energia: primàries, secundàries, renovables i convencionals.

Poder calorífic: energia alliberada després de la combustió completa de la unitat de massa o volum d'un combustible.

Capacitat calorífica: quantitat de calor que ha de rebre una substància per elevar la seva temperatura en 1 K o 1 ºC.

Carbó vegetal: obtingut per piròlisi. Carbó mineral: extret de mines de carbó.

Tipus de carbó

Torba: aproximadament 60% de carboni i molta humitat.

Lignits: poder calorífic baix. Es troben en superfície i són factibles d'explotar a cel obert.

Hulles: carbons grassos amb alt contingut de carboni.

Antracites: carbons més antics, amb major poder calorífic i un contingut de carboni superior al 95%.

Transformació i productes aptes per al consum

Destil·lació fraccionada: consisteix a escalfar el cru fins a l'evaporació, i es realitza en torres de destil·lació.

Craqueig: descomposició dels hidrocarburs més pesants.

Polimerització: procés químic contrari al craqueig, en què els compostos es converteixen en de més pesants.

Reformació: s'aplica a altes temperatures i en presència d'un catalitzador.

Radioactivitat

Radioactivitat: fenomen de transformació o transmutació nuclear.

• Alfa: poder de penetració feble, es desvia en camps elèctrics i magnètics, velocitat aproximada de 10⁷ m/s, partícula positiva.
• Beta: poder de penetració mitjà o gran, partícula negativa.
• Gamma: poder de penetració molt alt, requereix plom o formigó per aturar-la, és radiació electromagnètica (fotons) sense càrrega ni massa, a velocitat de 3 x 10⁸ m/s.

Fusió: unió de nuclis per formar nuclis més grans.

Fissió: provoca la ruptura del nucli d'un àtom amb l'impacte d'un neutró. És un procés de reacció en cadena que requereix una massa crítica i allibera una gran quantitat d'energia.

Impacte ambiental

Efecte hivernacle: elevació de la temperatura que experimenta l'atmosfera, que deixa passar la radiació solar visible i absorbeix la radiació infraroja emesa per la Terra.

Pluja àcida: contaminant ambiental que es produeix per la transformació dels òxids de sofre i de nitrogen, que entren en contacte amb el vapor d'aigua, la llum i l'oxigen, i es transformen en àcid sulfúric i àcid nítric.

Centrals hidroelèctriques

Components de la central hidroelèctrica: la presa, la pressió de gravetat, la pressió de volta, les conduccions d'aigua, la sala de màquines, i el parc de transformadors i de distribució. El transformador serveix per elevar la tensió fins al nivell adequat per al seu transport als centres de consum.

Turbines

• Francis: salt mitjà i cabal variable.
• Pelton: gran salt i cabal regular.
• Kaplan: poca altura i cabal molt variable.

Centrals hidroelèctriques i medi ambient

Avantatges: no emet partícules contaminants a l'atmosfera, aprofita el cabal del riu i pot evitar inundacions.

Inconvenients: pèrdua de terrenys fèrtils, alteració del cabal, problemes de erosió, modificació de la vegetació i la fauna, acumulació orgànica dels sediments d'aigua residual i variació del clima.

Centrals termoelèctriques

Transformacions energètiques: energia química → energia tèrmica → energia cinètica → energia cinètica de rotació → energia elèctrica → utilitzable.

Components de la central termoelèctrica: magatzem, caldera, turbines, condensador, torre de refrigeració, xemeneia, equip elèctric i sala de tractament de l'aigua d'alimentació.

Centrals de cogeneració: produeixen energia elèctrica utilitzant un combustible i aprofitant la calor residual per obtenir aigua calenta.

Parts del reactor

Vasos del reactor, moderador, barres de control i refrigerant.

• PWR (central amb reactors d'aigua a pressió): utilitza circuit 1 i 2.
• BWR (central amb reactor d'aigua en ebullició): utilitza un circuit de refrigeració.

Centrals de cicle combinat i tipus de centrals

Característiques de la central de cicle combinat: turbina de gas, compressor, cambra de combustió, caldera de recuperació, turbina de vapor, generador elèctric i condensador.

Tipus de centrals: central base, central punta, central de reserva i central de bombeig.

Hores punta: demanda alta. Hores baixa: demanda baixa.

Transport d'energia

Transport d'energia: xarxa elèctrica formada per línies elèctriques, estacions transformadores i línies de distribució.

Combustibles i gas natural

Gasoil: cal eliminar les impureses. Es transporta en estat gasós fins a les plantes de distribució. El procés de refredament consta de diferents etapes fins a obtenir gas natural liquat, que es distribueix amb una xarxa de canonades de diferents pressions.

Combustió en llit fluid

Combustió en llit fluid: sistema de combustió del carbó a menor temperatura, que permet reduir la majoria de contaminants, els quals queden en els residus de la combustió i no es emeten a l'atmosfera.