Centrals Elèctriques: Tipus, Funcionament i Components Clau

Centrals elèctriques productores d'energia

La necessitat de disposar d'energia elèctrica en grans quantitats i de manera immediata fa necessària l'existència de centrals productores que transformen l'energia primària en elèctrica. Aquestes instal·lacions s'anomenen centrals elèctriques.

Producció, transport i consum d'energia

L'element principal de qualsevol central generadora d'energia és el generador elèctric o alternador, que transforma l'energia mecànica en energia elèctrica.

Tipus de centrals

• Centrals de base: estan destinades a subministrar energia elèctrica de manera contínua.
• Centrals de punta: estan projectades per cobrir demandes d'energia a les hores punta.
• Centrals de reserva: són les que tenen per objectiu substituir totalment o parcialment la producció d'una central de base, en cas d'avaria o reparació.
• Centrals de bombeig: són les centrals hidroelèctriques que aprofiten l'energia sobrant a les hores vall (A) per bombar aigua a un embassament superior, i a les hores punta (B), l'aprofiten per proporcionar energia a la xarxa.

Centrals Hidroelèctriques

Les centrals hidroelèctriques es basen en l'aprofitament de l'energia de l'aigua que transporten els rius per convertir-la en energia elèctrica.

Components d'una central hidroelèctrica

La presa

És una construcció que s'aixeca sobre la llera del riu i és perpendicular a la seva direcció amb la finalitat de retenir l'aigua per tal d'elevar-ne el nivell i formar un embassament.

Tipus de presa:

• Presa de gravetat
• Presa de volta

Els conductes d'aigua

Utilitzen sobreeixidors equipats amb comportes, i a peu de presa es construeixen uns elements esmorteïdors de l'energia adquirida per l'aigua quan cau. A la part més fonda de la presa hi ha els desguassos, que permeten el buidatge de tot el pantà a fi de realitzar, per exemple, les tasques de drenatge.

La sala de màquines

A la sala de màquines hi ha les màquines motrius de la central, els anomenats grups turboalternadors. En funció de l'altura del salt i del cabal d'aigua s'utilitzen diferents tipus de turbines:

• Turbina Pelton, en salts de gran altura i cabal regular.
• Turbina Francis, en salts mitjans i cabal variable.
• Turbina Kaplan, en salts de poca altura i cabal molt variable.

Transformadors i parc de distribució

La tensió del corrent elèctric obtinguda en els alternadors és igual o inferior a 20kV. Per elevar la tensió a un valor adequat per al seu transport als centres consumidors s'utilitzen els transformadors. Amb aquesta elevació de tensió s'eviten pèrdues d'energia. En el parc de distribució, la central es connecta a la xarxa de transport. Aquest transport es realitza mitjançant les línies d'alta tensió.

Centrals de bombeig o reversibles

Són instal·lacions que tenen la finalitat de racionalitzar la producció d'energia elèctrica a la demanda existent, ja que consumeixen els excedents d'energia durant les hores vall i subministren energia al sistema durant les hores punta.

• Centrals de bombeig pur
• Centrals de bombeig mixt

Minicentrals Hidroelèctriques

Les minicentrals hidroelèctriques són centrals de potència compresa entre 250 i 5000 kW.

Centrals Termoelèctriques

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

Components d'una central termoelèctrica

Caldera

La caldera més utilitzada és la caldera de radiació, anomenada així perquè l'energia calorífica es transmet per radiació.

Turbines

Són les màquines motrius que transformen l'energia cinètica del vapor d'aigua en energia cinètica rotatòria en el rodet.

Condensador

En el condensador, el vapor procedent de les turbines es condensa abans de tornar a entrar a la caldera per tal de repetir el cicle.

Torre de refrigeració

Serveix per refredar l'aigua refrigerant del condensador.

Xemeneia

La xemeneia té la funció de crear una depressió dins de la caldera perquè circulin els gasos alliberats en la combustió i es puguin evacuar a l'atmosfera.

Equip elèctric principal

Està format per l'alternador, els transformadors, i el parc de distribució.

Centrals de cogeneració

Produeix energia elèctrica utilitzant un combustible i aprofita la calor residual per a l'obtenció d'aigua calenta per a calefacció, vapor, fluids escalfats, etc., segons les necessitats de la zona on hi ha la central.

Els mòduls de cogeneració estan formats per la màquina motriu i l'alternador. Els tipus més utilitzats són:

• Turbines de gas, s'utilitzen per a potències elevades. Es construeixen mòduls que poden proporcionar potències elèctriques des d'1 MW fins a 10 MW.
• Motors de cicle dièsel, es construeixen mòduls des de 70kW fins a 2 MW.