Centrals elèctriques # Centrales eléctricas

Energias. Energia hidràulica, tèrmica i nuclear. Electricitat

  • Enviado por: Sinderella
  • Idioma: catalán
  • País: España España
  • 13 páginas
publicidad
publicidad

Energia: Potencia activa d'un organisme, te capacitat per a obrar o produhir un un efecte. Pot presentar-se de distintes formes: mecànica, térmica, eléctrica, radiant i química, així a la volta poden transformar-se entre si; així el rosament (energia mecánica) provoca un desprendiment de calor (energia térmica). Nosaltres amb aquest treball ens especialitzarem en l'energia eléctrica.

Electricitat: Nom que se li dona a una de les formes d'energia, que manifesta la seva acció per fenomens mecànics, calorifics, lluminosos, químics etc...

Centrals elèctriques.Energia hidràulica,tèrmica i nuclear.

Energia hidàulica.Centrals hidoelèctriques: L'energia hidráulica ja s'utilitzava en l'antiguitat amb el propòsit de convertir-la directament amb energia mecànica. L'impuls de l'aigua en el curç d'un riu era aprofitat perquè espentara les pales d'una ronda mig sumergida, com el molí. El moviment que proporcionaven a l'eix d'aquesta ronda es transmetia, mijançant rodes dentades, a altres mecanismes que aprofitaren la força per a realitzar treballs durs i pesats com moldre blat, alçar ponts, obrir i tancar recloses o, simplement, extraure aigua d'un riu.

A finals del segle XX, es van descobrir noves aplicacions a més mecàniques: l'energia hidràulica va comerçar a emprar-se per a generar corrent elèctric. En l'actualitat, aquest ús ha desbancat els altres sistemes tradicionals d'aprofitament d'aquesta energia.

L'aigua dels embassaments, serveix per a l'ús personal, per a l'agricultura, la ramaderia i l'indústria. Per a retindre aquesta ingent quantitat d'aigua es construeixen embassaments o preses que solen ser de gravetat o de volta.

Però l'energia potencial de l'aigua embassada es pot aprofitar també per a obtindre energia elècrica. Aquesta transformació es realitza en les centrals hidroelèctriques, que es poden classificar en centrals de bombament o d'embassament, segons el mode d'emagatzemar l'aigua, i en minicentrals o macrocentrals, per a la potencia que sóm capaces de produhir (el límit de ambdues és paroximadament de 10MW)

Alguns avantages de l'energia hidroeléctrica són: no contamina, és barata, quasi no presisa manteniment i, a més, permet l'aprofitament de l'aigua per a altres usos.

reduïx la tensió per mitjà de En una central hidroelèctrica, l'aigua que cau d'una presa fa girar turbines que impulsen generadors elèctrics. L'electricitat es transporta a una estació de transmissió, on un transformador convertix el corrent de baixa tensió en un corrent d'alta tensió. L'electricitat es transporta per cables d'alta tensió a les estacions de distribució, on es transformadors fins nivells adequats per als usuaris. Les línies primàries poden transmetre electricitat amb tensions de fins a 500.000 volts o més. Les línies secundàries que van a les vivendes tenen tensions de 220 o 110 volts.

Energia tèrmica.Centrals tèrmiques clàssiques: Són instal.lacions que transformen l'energia calorífica dels combustibles fòssils en energia eléctrica.

  • Funcionament: El gas, carbó o fuel s'introdueix i es crema a la caldera. L'energia obtinguda bull aigua per a generar vapor a pressió; aquest arriba a les tubines i les fa girar a gran velocitat. Ací s'ha transformat l'energia tèrmica en mecánica. Aleshores, el gir de la tubina es transmet al rotor del generador de corrent altern i d'aquesta forma l'energia mecànica passa a se elèctrica . L'energia obtinguda pel generador es condueix a un transformador, la tensió del qual augmenta fins a abastar de l'ordre de 400 000 volts, els necessaris per a transportar-la fins als funts de consum amb les menors pèrdues d'energia.

Mentrestant, el vapor d'aigua usat per a moure les tubines es refreda en el condensador i en les torres de refrigeració, i des d'allí torna a la caldera per a començar una altra vegada del cicle.

Un inconvenient important que presenta les centrals tèrmiques és que poden afectar al medi ambient. La contaminació que produeixen depén, prinsipalment, del tipus de combustible utilitzat i de la seva qualitat.

Les centrals que més perjudiquen el medi ambient són les que utilitzen carbó: emeten gasos i partícules solidez procedents de la combustió, a més del dany que generen pels prosesos d'emagatzemament, extracció i eliminació de residus.

Aquest tipus d'instal.lacions suposen un repte tecnologic per al sector elèctric, que està realitzant esforsos i elevades inversions per a reduhir-ne l'impacte.

Energia nuclear.Centrals nuclears: L'energia nuclear és l'energia que es genera en provocar la ruptura d'un nucli atòmic de material radioactiu, açò és , la que produeix la fissió.

Cada vegada que s'escindeix el nucli d'un atòm s'allibera tota l'energia que el mantenia unit. Els neutons alliberats per l'impacte ixen propulsats, directes a estavellar-se contra els nuclis dels àtoms adjacents, els quals el seu torn, també esclaten i disparen els seud neutons.

Aquest fenomen es diu reacció en cadena, perquè va generant explosions en progressió gemètrica: són reduides a l'inici però, donada la precipitació amb que se succeeix aquesta reacció, i les milers de milions d'àtoms a que afecta, acaben alliberant quasi instantàneament enormes quantitats d'energia. Açò és el que comunament coneguem com a explosió atòmica. Per aquest motiu, és nesesari saber controlar aquesta reacció per a aprofitar sense perill tota aquesta potència, en principi, tan fàcil de generar.

Com transportar l'energia eléctrica fins a les nostres cases?: L'energia elèctrica s'estrau de centrals nuclears o d'altes fonts de producció com poden ser: parc eòlics(energia del vent) o parcs hidràulics o preses(energia de liaigua).

L'energia quant ix d'alguna de les anteriors fonts de producció , després passa a uns transformadors que converteixen l'energia a una tensió d'un millar de volts.

Aquest voltaje és transporta mijançant cables d'alta tensió que estàn subjectats a uns pilars o postes que solen tenir de 3 a 7 cables d'alta tensió. Aquestos cables tenen una secció més o meing d'1 centimètre de diàmetre i transporten el corrent elèctric fins a uns transformadors (normalment situats a les afores dels pobles o ciutats)

En aquestos transformadors l'energia passa de de uns mil volts a 380V en corrent trifásica (tres fases).

Una instalació en trifàsica té tres fases i un neutre. Mesurant la tensió que hi ha en les fases s'obtenen 380V mentre que si es mesura a una fase i el neutre, la tensió obtesa es de 220V.

L'energia és transporta per les poblacións de forma trifàsica i entra en cadascún dels domicilis a 220V(fase neutra).

A alguns llocs la corrent que entra a les cases es de 380V, per motiu de càmeres frigorífiques (carniseries, peixcateries...) o per altres motius.

Normalment totes les màquines industrials van amb tensió trifásica. L' energia a 220V és analògica (varia entre l'estat positiu i el negatiu) a una frequència de 50Hz.

DADES ESTADÍSTIQUES DE L'ENERGIA ELÈCTRICA

La pràctica totalitat dels espanyols són consumidors d'electricitat. A finals de 1.996 les empreses elèctriques tenien establits quasi 18.500.000 contractes per al subministrament elèctric.

El 58% del consum d'energia elèctrica correspon a consum industrial, el 22% a usos domèstics, el 11% a comerç i servicis, el 3% a agricultura i ramaderia, el 2% a transport i el 2% a enllumenat públic.

Una dada molt significativa i fàcil de recordar per a posteriors càlculs, ens el proporcionen les estadístiques, al dir que el consum mig d'energia elèctrica per habitant, va ser en 1.996 de 3.900 kWh. Valor molt per davall de la mitjana dels països europeus tal com podem observar en la següent taula:

PAÏSOS

kWh/hab.

PAÏSOS

kWh/hab.

Luxemburg

11.087

Regne Unit

5.431

Bèlgica

6.732

Itàlia

4.275

França

6.636

Irlanda

4.141

Dinamarca

6.593

Espanya

3.900

Alemanya

6.086

Grècia

3.357

Països Baixos

5.473

Portugal

2.900

Tenint en compte esta dada i sabent que la població espanyola és d'uns 40 milions d'habitants, podem assegurar que el consum elèctric en 1.996, va ser aproximadament de:

40.000.000 x 3.900 = 156.000.000.000 kWh.

Per a produir esta energia elèctrica al llarg de l'any, és necessari tindre instal·lada una potència que en primera instància podem valorar en:

Energia

Però si tenim en compte que estes seran les necessitats de consum mig, i que en hores punta este consum arribarà a ser de l'orde de 2,75 vegades superior al valor mig, per a poder fer front a estes necessitats es necessitarà disposar, com a mínim, d'una potència instal·lada de:

17.800.000 x 2,75 = 48.900.000 kW.

Al finalitzar l'any 1.996, la potència elèctrica instal·lada a Espanya es desglossava, aproximadament, de la següent forma:

POTÈNCIA INSTAL·LADA 1.996

MW.

%

Hidroelèctrica

17.700

36,2

Termoelèctrica clàssica

23.700

48,5

Termoelèctrica nuclear

7.500

15,3

TOTAL

48.900

100,00

Esta enorme potència instal·lada s'aconseguix a Espanya per mitjà de prop de 2.000 centrals de tota classe: hidràuliques, tèrmiques, nuclears, solars, eòliques, etc. Centrals de molt diverses potències i característiques, com la central solar d'Almeria de 1.200 kW., l'eòlica d'Aragó de 360 kW, la hidràulica d'Alcàntera de 915.000 kW. i la nuclear d'Ascó amb dos grups de 930.000 kW.

Tota l'energia elèctrica produïda per les centrals va a parar a la Xàrcia General Peninsular, realitzant-se d'esta manera la interconnexió de totes elles. Esta xàrcia nacional compta amb més de 48.000 km. de longitud, repartides de la següent manera: uns 14.000 km. en línies de 380 kV., uns 15.000 km. en línies de 220 kV. i uns 19.000 km. en línies de 110 i 132 kV.

La Xàrcia Espanyola es troba interconnectada amb les de Portugal i França, per la qual cosa Espanya es troba plenament integrada en la Xàrcia Europea de Transport d'Electricitat.

El consum energètic nacional i per consegüent, la potència instal·lada, és una dada que no es manté constant al llarg dels anys, tal com ens mostra la taula adjunta:

ANY

Consum en Milions de kWh

1.960

18.000

1.965

25.000

1.970

45.000

1.975

68.000

1.980

85.000

1.985

105.000

1.988

117.000

1.996

156.000

Com a conseqüència de l'augment del nivell de vida i de població, la demanda d'electricitat va incrementant-se d'any en any, de forma que en els anys 60, en plena expansió econòmica, es van obtindre increments anuals superiors al 12%. En l'actualitat, a causa de la crisi econòmica no se supera el 5%.

Si l'optimisme ens porta a la conclusió que la crisi econòmica es va a superar en breu termini, haurem d'estimar l'increment de la demanda en un 7 u 8%, per la qual cosa el consum es duplicarà en un temps no superior als 10 anys.

Dins dels 156.000 milions de kWh. produïts per al mercat nacional, el 37% va ser producció hidràulica, el 46% termoelèctrica clàssica i el 17% nuclear.

El balanç importació-exportació va ser lleugerament positiu, 1.856 milions de kWh.

En el gràfic de la pàgina següent es pot vore la distribució dels costos segons la naturalesa de la font d'energia:

Energia

Energia

Tipus d'ús comercial:

Els tipus d'ús comercial de l'energia elèctrica els dividirem en residencial , comercial, industrial, agrícola, fiscal, municipal, utilitat pública.

A continuació presentarem un quadro amb els clients per sector amb el seu respectiu consum en alta i baixa tensió.

Tipus d'ús Baixa tensió Alta tensió Total

Consum MWH

Consum MWH

Consum MWH

Residencial

189776

2054

191830

Comercial

77582

39078

116660

Industrial

23427

206782

230209

Agrícola

314

4339

4653

Fiscal

5910

10960

16870

Municipal

18222

2989

21211

Utilitat Pública

66

93740

93806

Total

315297

359942

675239

Este quadro nos reflexa els principals requeriments per a cada client segons la seua necessitat, per exemple en l'ús residencial el consum d'alta tensió és significativament menor que el de baixa tensió.

Fracció de demanda total elèctrica:

Per al present punt inserirem un gràfic el que contindrà com a demanda total el consum de baixa i alta tensió sumats.

Energia

Corbes de Consum:

Energia

Energia

Creixement Consum d'Energia 98 - 97

Categoria

Residencial

Comercial

Industrial

Altres

Total

Mes

10.58%

8.50%

2.07%

3.51%

5.76%

Acum. Any

8.74%

9.99%

5.16%

2.10%

6.36%

Acum. 12 mesos

7.07%

8.95%

4.98%

1.26%

5.48%

Les projeccions fetes per l'empresa per als següents anys són les que pareixen en la taula. Estes xifres estan en relació a la creixent demanda que ha experimentat el consum per electricitat, açò es deu al amb stante desenrotllament que ha experimentat el nostre país açò fa que es demande més electricitat per a satisfer a les noves indústries que s'han anat creant.

Any

1998

2013

Taxa Anual

Industrial

2801

6597

5.9%

Residencial

2278

5004

5.4%

Comercial

1428

3504

6.2%

0tros

1661

3966

6.0%

Baixes tensions: la baixa tensió és aquella que té valors límits de 1000V en corrent alterna i 1500V en corrent continua.

En corrent alterna, que és l'única que trobarem en distribució de la energia elèctrica, es distingeixen tres tipus de tensions.

Sols en casos molt especials, la distribució en corrent alterna es realitzara mijançant reds trifàsiques amb neutre.

De les tensions definides com usuals, tenen caràcter de preferents les que tenen per valor:

380V. Entre fases

220V. Entre fase i neutro.

En la tensió unifica comunitaria, aquest par de valors, a augmentat a:

400V entre fases

230V entre fase i neutro.

D'aquesta manera, a partir de la red trifàsica definida com 3 x 400/230V obtindrem tensions:

Trifàsiques de 400V

Monofàsiques de 400V (fase + neutro)

Monofàsiques de 230V (fase + neutro)

La frecuència de la red, té el valor normalitzat de 50Hz, poden permetre's frecuències difèrents en casos especials.

Per això, la tensió definida com a monofàstica, utilizat en vivendes i xicotetes instalacións, ho obtingem a partir de la red trifàstica. Si aquesta tensió te per valor 230V, ho obtingem a partir d'una fase i neutro de una red trifàsica. Si dita red té 230V entre fases(linea antiga), l'obtinguem a partir de dos fases i ja no utilitzem el neutro.

Conductors: El R.B.T. admitixen per a les instalacions d'interior dos tipús de metal.ls conductors.

( els conductors rígids que s'utilitzen en les instalacions, deuran de ser de coure o al.lumini. els conductors flexibles seràn unicament de coure)

Els conductors poden estar nus ( ja de molt escassa utilització i col.locats sempre sobre aillants) o aillats, es a dir, recoberts per una capa aillant d'un material plàstic o semblant.

Dintre dels conductors aillants, l'actual reglament distingeix dos grans grups, segons la tensió de aislament:

  • De fins 750V

  • De fins 1000V

La diferència entre els dos resideix en la naturaleza i el volum del material aillant que envolta (rodeja) el conductor. El clorur de poliliví, PVC, és el material habitual, si bé també s'utilitzen la gomma butílica, el polietileno i altres.

En general, i en conductors aislats amb el mateix material, a major volum d'aquest, correspon a una major tensió de aillament.

Un cable pot estar constituit per dos o més conductors aislats envoltats per una coberta comú. Es tracta , doncs, d'un cable bipolar, tripolar, etc... , conegut habitualment amb el nom de “manguera”. En aquest tipus de cables , la tensió de aillament segeix referint-se

Fets cièntifics rellevants del S.XX

1900

- El físic alemany Max Planck descobrix els quants d'energia i formula la seua teoria quàntica

- El medique austríac Karl Landsteiner, descobrix els grups sanguinis: 0, A, B i AB, convertint les transfusions de sang en una pràctica quotidiana i segura

1901

-L'italià Guglielmo Marconi emet el primer senyal telegràfic intercontinental, entre Cornualla (Anglaterra) i Terranova (Canadà), de mes de 3000 Km de distància

- Wilhelm Conrad Röntgen rep el premi Novell de física, pel descobriment, en 1895, dels rajos X, que asseurien les bases de la radiografia i de totes les tècniques posteriors per a l'obtenció d'imatges del cos humà, com: TAC, escàner, ressonància magnètica, ecografia, etc; que tant de servici presten a la medicina i cirurgia

1903

- Els germans Wilbur i Orville Wright efectuen el primer vol a motor de l'historie, arribant a recórrer 260 m. En 1932 ja van aconseguir recórrer 39 Km, en 38 minuts

1905

- Albert Einstein publica la seua teoria especial de la relativitat, demostrant que tot mesurament referit a l'espai i el temps és subjectiva, ja que estos no existixen per ser referències relatives

- Es generalitza l'anestèsia, al sinterizar Einhorn i Braun la procaina. Els anestèsics intravenosos barbitúrics apareixen en 1932 i els intravenosos no barbitúrics en 1950 i 1955

1909

- El bacteriòleg Paul Ehrlich troba el primer remei per a curar la sífilis, amb el compost arsenical salvarsan. A partir de 1943 ja se capellà amb penicil·lina

1913

- Henry Ford inventa la cadena de muntatge, per a la producció ràpida d'automòbils

- Els físics Niels Bohr (danés) i Ernest Rurtherford (britànic) descobrixen l'estructura de l'àtom

1920

- Enguany sol considerar-se com el de la primera emissió comercial de ràdio

1921

- El fisiòleg canadenc Frederick Banting i l'estudiant de medicina Charles Best aïllen la insulina, deixant així la diabetis de ser una malaltia mortal

1926

- L'enginyer escocés John Logie Baird efectua la primera emissió de televisió. Les emissions comercials pot dir-se que van començar: en 1936, per la BBC, a Anglaterra i en 1939 als Estats Units

1928

- Alexander Fleming descobrix la penicil·lina, que acaba pràcticament amb les morts provocades per infeccions bacterianes

1929

- L'astrònom nord-americà Edwin Powell Hubble proposa la teoria de l'expansió de l'univers

1935

- Invenció del niló i dels primers plàstics

1942

- El físic italià Enrico Fermi efectua la primera reacció controlada de fissió nuclear, en la Universitat de Chicago

1945

- Primera explosió d'una bomba atòmica, en Nova Mèxic (EE.UU.)

- Es fabrica la primera computadora electrònica ENIAC (Calculador i integrador numèric digital electrònic)

1948

- El nord-americà Willian B. Shockley, junt amb els seus compatriotes Walter H. Brattain i John Bardeen inventen el transistor

1952

- El metge nord-americà Jonàs Edwar Salk descobrix la primera vacuna contra la poliomielitis i uns anys després, el virólogo nord-americà Albert Sabin la va millorar, al desenrotllar una vacuna oral de virus vius

1953

- Els científics James Dewey Watson (nord-americà) i Francis Crick (britànic), ajudats per Rosalind Franklin descobrixen la doble estructura helicoïdal de la molècula de ADN. Obrint el camí de tots els progressos relacionats amb la genètica

1954

- Es realitza amb èxit el primer transplante de renyó

1957

- La Unió Soviètica llança amb èxit el primer satèl·lit artificial, el Sputnik I

1960

- El biòleg britànic Peter Brian Madawar descobrix els fonaments de la immunosupressió, tan important en l'actualitat per a pal·liar els efectes del rebuig en els trasplantaments d'òrgans

1961

- La Unió Soviètica posa en òrbita al primer astronauta, Yurij Gagarin, que dóna una vuelta completa a la terra, a bord de la nau Vostok I (12 d'Abril de 1961)

1963

- Independentment un de l'altre, els físics nord-americans Murray Gell-Man i George Zweig pronostiquen l'existència dels quarks, considerats com les partícules mes xicotetes de la matèria

1967

- El metge sud-africà Chistian Neethling Barnard, realitza el primer trasplantament de cor

1969

- Els astronautes nord-americans, del programa Apol·lo posen el peu en la Luna, (Neil A Armstrong i Edwin E. Aldrin)

1971

- Gilbert Hyatt i la companyia Intel produïxen el primer microprocessador digital

1975

- Es descobrixen en el cervell els primers analgèsics naturals, llamados endorfinas

- L'immunòleg argentí Cessar Milstein i els seus col·laboradors, creen en el laboratori els primers anticossos monocionales, que s'han convertit en una ferramenta de gran valor en alguns estudis de biologia i medicina

1983

- El metge i virólogo francés Luc Montagnier descobrix els virus d'immunodeficiència humana o virus de la sida VIH, causant de la síndrome d'immunodeficiència adquirida SIDA. Quasi simultaniejament va arribar a la mateixa conclusió el virólogo estaudonidense Robert Gall, per la qual cosa desperquè d'una certa polèmica, hui en dia, se'ls considera als dos com a descobridors del VIH

1989

- El britànic Thimothy Berners-Lee, desenrotlla el primer sistema universa de xàrcies per a la transmissió de dades entre ordinadors World Wide Web (WWW).

1990

- Es llança el primer telescopi espacial Hubble, que evita els efectes de la distorsió atmosfèrica

1998

- Es produïxen per primera vegada cèl·lules mare, que poden convertir-se en qualsevol tipus de cèl·lula de l'organisme humà. Amb este avanç es podrà crear qualsevol classe de teixit, aconseguint curar malalties del tipus: diabetis o Parkinson

2000

- Es presenta el mapa complet del genoma humà

Ho he tret de molts llocs, però especialmen ho e tret de:

  • Del buscador google de internet

  • De lenciclopèdia larousse universal

  • Del llibre instalaciones eléctricas de interior ed: donodtiarra

  • Del llibre de 3d'ESO de tecnología, ed:primo viejo

  • La meva tia ma dit algunes coses

14