Transport Elèctric en Alta Tensió i Tipus de Centrals

Transport d'Energia Elèctrica en Alta Tensió

Per què el transport es fa en Alta Tensió?

El transport de l'energia elèctrica es realitza en Alta Tensió (AT) principalment per minimitzar les pèrdues energètiques durant la transmissió.

Això es basa en dos principis fonamentals:

1. Relació Potència-Tensió-Corrent (P = V · I): Per a una mateixa potència (P) transmesa, si s'augmenta la tensió (V), el corrent (I) disminueix proporcionalment.
2. Pèrdues per Efecte Joule (Pèrdues = R · I²): Les pèrdues de transport són directament proporcionals al quadrat del corrent (I). En reduir dràsticament el corrent mitjançant l'ús d'alta tensió, les pèrdues es redueixen de manera exponencial.

A més, la reducció del corrent permet utilitzar conductors amb seccions més petites, optimitzant els costos d'infraestructura.

El camí del corrent des de la generació fins a casa

El corrent elèctric segueix un recorregut complex:

• Generació: Es produeix l'electricitat (normalment en Mitjana Tensió).
• Subestació Elevadora: La tensió s'eleva a Alta Tensió (AT) per al transport.
• Línies de Transport: L'electricitat viatja per la xarxa d'alta tensió.
• Subestacions de Distribució: La tensió es redueix progressivament (de AT a Mitjana Tensió, MT).
• Xarxa de Distribució: L'electricitat es distribueix a nivell local (MT).
• Centres de Transformació: La tensió es redueix a Baixa Tensió (BT), apta per a ús domèstic (230V/400V).
• Punt de Consum: Arribada a la llar o indústria.

Diferències entre Centrals Termoelèctriques i Nuclears

Comparativa de Centrals Tèrmiques i Nuclears

Ambdues centrals utilitzen el vapor d'aigua per accionar una turbina i generar electricitat, però es diferencien significativament en la font d'energia i el mètode de producció de calor:

• Centrals Termoelèctriques (Convencionals):
  • Combustible: Utilitzen combustibles fòssils (carbó, gas natural, fueloil).
  • Procés: La combustió del combustible es realitza en una caldera per escalfar l'aigua i generar vapor.
• Centrals Nuclears:
  • Combustible: Utilitzen materials físsils (com l'urani).
  • Procés: La calor es genera mitjançant la fissió nuclear controlada que té lloc dins d'un reactor nuclear, escalfant l'aigua i produint vapor.

Transformacions d'Energia en una Central Nuclear

Seqüència de Conversió Energètica

El procés de generació elèctrica en una central nuclear implica una cadena de transformacions energètiques:

1. Energia Nuclear (Combustible)
2. ↓
3. Energia Tèrmica (Reactor Nuclear)
4. ↓
5. Energia Cinètica (Vapor a pressió)
6. ↓
7. Energia Cinètica de Rotació (Turbina)
8. ↓
9. Energia Elèctrica (Alternador)
10. ↓
11. Utilització (Consum)

Funcionament i Rendiment de les Centrals de Cicle Combinat

Descripció del Cicle Combinat

Una central de cicle combinat utilitza Gas Natural i combina dos cicles termodinàmics per maximitzar l'eficiència:

1. Cicle de Gas: La combustió del gas natural acciona una turbina de gas, que al seu torn mou un alternador per generar electricitat.
2. Cicle de Vapor: La calor residual dels gasos d'escapament de la turbina de gas s'aprofita en una caldera de recuperació per escalfar aigua i generar vapor. Aquest vapor mou una turbina de vapor addicional, generant més electricitat.

Justificació de l'Augment del Rendiment

El cicle combinat té un major rendiment (eficiència) respecte a les centrals tèrmiques convencionals perquè:

• Aprofita la calor que, en una central convencional, es perdria a l'atmosfera.
• La recuperació de calor permet generar electricitat addicional sense necessitat de consumir més combustible (gas natural).

Hores Punta i Hores Vall: Gestió de la Demanda Elèctrica

Definició de Consum

• Hores Punta: Períodes del dia en què es registra regularment el màxim consum d'energia elèctrica (típicament matí i vespre).
• Hores Vall: Períodes del dia en què es registra regularment el menor consum d'energia elèctrica (típicament la nit i la matinada).

Centrals Associades a la Demanda

La gestió de la demanda requereix diferents tipus de centrals:

• Centrals de Punta: S'associen a les Hores Punta. Són centrals que poden arrencar ràpidament per cobrir pics de demanda (ex: turbines de gas).
• Centrals Hidroelèctriques de Bombament: S'associen a ambdós períodes:
  • Durant les Hores Vall: Aprofiten l'energia elèctrica sobrant de la xarxa per bombar aigua a un embassament superior.
  • Durant les Hores Punta: Alliberen l'aigua per generar electricitat i proporcionar energia ràpidament a la xarxa.