Tipus de Centrals Elèctriques: Funcionament i Components Clau

Tipus de Centrals Elèctriques i el seu Funcionament

La generació d'energia elèctrica és fonamental per al nostre dia a dia. Existeixen diversos tipus de centrals, cadascuna amb les seves particularitats i mètodes de producció. A continuació, explorarem les més comunes.

Centrals Hidroelèctriques: Preses i Turbines

La presa és una construcció, normalment de formigó, 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 o llac artificial.

Tipus de Preses

• Preses de gravetat: La força de l'aigua emmagatzemada és contrarestada amb el mateix pes de la presa.
• Preses de volta o d'arc senzill: La planta de la presa forma un arc que ha d'estar fonamentalment ancorat a les parets laterals del riu, on transmet les forces que provoquen la contenció de l'aigua.

Les preses tenen sobreeixidors equipats amb comportes i, a peus de presa, es construeixen uns elements esmorteïdors. A la part més fonda de la presa hi ha els desguassos.

Turbines Hidràuliques

La sala de màquines té uns grups de turboalternadors amb diferents tipus de turbines:

• Turbines Pelton: Ideals per a grans altures i cabal regular.
• Turbines Francis: Utilitzades per a salts mitjans i cabal variable.
• Turbines Kaplan: Adequades per a salts de poca altura i cabal molt variable.

Centrals de Bombeig o Reversibles

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

Tipus de Bombeig

• Bombeig pur
• Bombeig mixt

Centrals Termoelèctriques Convencionals o Tèrmiques

Generen energia elèctrica tèrmica produïda per la combustió de carbó, fuel o gas natural. Les centrals que estan dissenyades per utilitzar diferents combustibles, per exemple el carbó i gas natural, s'anomenen termoelèctriques mixtes.

Elements Clau d'una Central Tèrmica

• Caldera
• Turbina
• Condensador
• Torre de refrigeració
• Xemeneia
• Equip elèctric principal
• Sala de tractament de l'aigua d'alimentació

Centrals de Cogeneració

Produeixen energia elèctrica utilitzant un combustible i aprofiten 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.

Mòduls de Generació més Utilitzats

• Turbines de gas
• Motors de cicle dièsel

Centrals Nuclears

Una central nuclear és una central termoelèctrica en què la font d'energia s'obté de la fissió dels àtoms d'urani i de plutoni.

El Reactor Nuclear

El reactor nuclear és el component més important de les centrals nuclears i constitueix el seu nucli. És el sistema que permet produir i controlar reaccions en cadena sostingudes, de manera que fa possible l'aprofitament de l'energia tèrmica obtinguda per a l'obtenció de vapor d'aigua que acciona la turbina solidària al generador elèctric.

Parts del Reactor Nuclear

• Vas del reactor
• Moderador
• Barres de control
• Refrigerant

Tipus de Reactors Nuclears

• Centrals amb reactor d'aigua a pressió o PWR: Utilitzen urani enriquit com a combustible i aigua com a refrigerant i moderador alhora. La calor produïda en el nucli es transfereix a través del circuit primari de refrigeració fins al circuit secundari per produir vapor.
• Centrals amb reactor d'aigua en ebullició o BWR: Utilitzen urani enriquit i aigua, però a diferència dels reactors PWR, només utilitzen un circuit de refrigeració, ja que el vapor s'obté dintre del reactor. Com que l'aigua està a menys pressió, entra en ebullició, per tant, el primari és més simple.
• Centrals amb reactors de neutrons ràpids: El reactor no utilitza moderador, per tant, les fissions es fan amb neutrons ràpids. Perquè la reacció nuclear es mantingui, és necessari que la quantitat de combustible per unitat de volum sigui molt superior a la dels reactors tèrmics.

Elements Addicionals de les Centrals Nuclears

• Edifici de contenció
• Turbines
• Combustible
• Control