Powerpoint sobre les centrals elèctriques

1. LES CENTRALS
ELÈCTRIQUES
Núria Rondón Clemente

2. ÍNDEX
 Centrals nuclears....................................................................3-11
 Parcs eòlics..........................................................................12-15
 Centrals hidroelèctriques.........................................................16-22
 Central tèrmica convencional....................................................23-26
 Central de cicle combinat.........................................................27-30
 Central de cogeneració de biomassa............................................31-35
 Central incineradora de RSU......................................................36-39
 Central solar fotovoltaica.........................................................40-43
 Central solar tèrmica de torre...................................................44-47
 Central solar de col·lectors distribuïts..........................................48-51

3. CENTRALS NUCLEARS
 Són les centrals termoelèctriques que generen energia elèctrica a partir de la calor
obtinguda en la fissió d’àtoms d’urani i de plutoni. Actuen com a centrals de base.
 N’hi ha de diferents tipus segons els reactors que fan servir:
 Reactor d'aigua a pressió (PWR)
 Reactor d'aigua en ebullició (BWR)
 Reactor d’urani natural, gas i grafit (GCR)
 Reactor avançat de gas (AGR)
 Reactor refrigerat per gas a temperatura elevada (HTGCR)
 Reactor d'aigua pesada (HWR)
3

4. ESQUEMA D’UNA CENTRAL NUCLEAR
4

5. REACTOR D’AIGUA A PRESSIÓ (PWR)
 El reactor d'aigua a pressió és el reactor nuclear més
utilitzat al món. S'ha desenvolupat principalment als Estats
Units, RF Alemanya, França i Japó.
 Aquest reactor nuclear utilitza urani enriquit en forma
d'òxid com a combustible.
 El moderador i el refrigerant utilitzat és l'aigua.
 L'energia generada pel nucli del reactor és transportada
mitjançant l'aigua de refrigeració que circula a gran
pressió fins a un intercanviador de calor, on es genera el
vapor que accionarà les turbines.
5

6. REACTOR D’AIGUA EN EBULLICIÓ (BWR)
 El reactor d'aigua en ebullició, també s'utilitza amb
freqüència.
 Tecnològicament ha estat desenvolupat principalment als
Estats Units, Suècia i la RF Alemanya.
 En aquest reactor, l'aigua s'utilitza com a refrigerant i
moderador.
 El combustible és urani enriquit en forma d'òxid.
6

7. REACTOR D’URANI NATURAL, GAS I
GRAFIT (GCR)
 Aquest tipus de reactor nuclear utilitza urani natural en
forma de metall com a combustible. El combustible
s'introdueix en tubs d'un aliatge de magnesi anomenat
magnox.
 El moderador utilitzat és el grafit i la nevera és gas,
anhídrid carbònic.
 La tecnologia d'aquest tipus de reactor nuclear, ha estat
desenvolupada principalment a França i Regne Unit.
7

8. REACTOR AVANÇAT DE GAS (AGR)
 Ha estat desenvolupat al Regne Unit a partir del reactor
nuclear d'urani natural-grafit-gas.
 Les principals novetats són que el combustible nuclear, en
forma d'òxid d'urani enriquit, està introduït en tubs d'acer
inoxidable i que l'atuell, de formigó pretensat, conté els
canviadors de calor en el seu interior.
8

9. REACTOR REPRODUCTOR RÀPID (FBR)
 Hi ha diversos dissenys, sent el rus i el francès els que es troben més
avançats.
 La principal característica dels reactors ràpids és que no utilitzen
moderador i que, per tant, la majoria de les fissions es produeixen per
neutrons ràpids.
 El nucli del reactor consta d'una zona fissionable, envoltada d'una zona
fèrtil on l'urani natural es transforma en plutoni. També pot utilitzar-se
el cicle urani 233-tori.
 El refrigerant és sodi líquid, el vapor es produeix en intercanviadors de
calor. El seu nom de "reproductor" és perquè a la zona fèrtil es
produeix major quantitat de material físsil que la que consumeix el
reactor en el seu funcionament, és a dir més combustible nou que el
que es gasta.
9

10. FUNCIONAMENT
 Mitjançant els reactors es produeix energia calorífica en
forma de vapor. El vapor és transportat a un recipient
d’expansió i després a un generador de vapor on es
transfereix la calor a una reserva d’aigua. L’aigua del
reactor té un circuït tancat i un cop refredada es torna a
escalfar. L’aigua de la reserva ja convertida en vapor
passa per la turbina connectada a un generador que
produeix l’electricitat. L’aigua es fa passar per un
condensador i torna a la reserva.
10

11. CENTRAL NUCLEAR DE SANTA MARIA DE
GAROÑA
 Propietat: Nuclenor
 Potència tèrmica: 1.381 MWt
 Refrigeració: Circuit obert (riu Ebre)
 En funcionament des de 1970
11

12. PARC EÒLICS
 Són parcs ens els quals hi ha una gran quantitat
d’aerogenerador que produeixen energia elèctrica
mitjançant l'energia eòlica.
 La tecnologia actual només permet fer servir els vents
horitzontals, però si es poguessin aprofitar tots els vents,
l'energia produïda seria suficient per abastir cinc vegades
la necessitat energètica mundial actual.
12

13. ESQUEMA D’UN AEROGENERADOR
13

14. FUNCIONAMENT D’UN AEROGENERADOR
 El vent mou les pales, que s’orienten per optimitzar el
rendiment o aturar l’aparell. Les pales transmeten la
seva potència per la boixa fins a un multiplicador
connectat a un generador que produeix l'energia
elèctrica. Aquesta energia és transportada fins a un
convertidor que transforma l'energia i l'envia a la xarxa
elèctrica.
14

15. PARC DE SERRA I RUBIÓ I
 Està situat a Rubió, a Castellfullit del
Boix.
 Pertany a l’empresa Acciona
 Té una potència de 49,5 MW.
 Té una potència unitària de 1,5 MW
15

16. CENTRALS HIDROELÈCTRIQUES
 Es basen en l’aprofitament de l'energia de l’aigua que
transporten els rius per convertir-la en energia elèctrica,
fent servir turbina acoblades als alternadors.
 N’hi ha de dos tipus: centrals d’aigua fluent o centrals
d’aigua embassada.
16

17. TIPUS DE CENTRALS HIDROELÈCTRIQUES
 Centrals d’aigua fluent: aprofiten directament o per mitjà de
preses petites l'energia de l’aigua. El seu rendiment és baix.
 Centrals d’aigua embassada: aprofiten l'energia d’aigua
retinguda mitjançant presses. En distingim d'acumulació si
s’extreu l'energia de l’aigua d’un desnivell d’un riu, o de
derivació si es desvien les aigües del riu a una presa.
17

18. ESQUEMA D’UNA CENTRAL
HIDROELÈCTRICA
18

19. TIPUS DE PRESES
 Presa de gravetat
 Presa de gravetat de contraforts
 Presa de volta o arc senzill
 Presa d’arcs i contraforts
19

20. TIPUS DE TURBINES
 Turbina pelton: salts de
gran altura i gran cabal.
 Turbina Francis: salts
mitjans i cabal regulable.
 Turbina Kaplan; salts de
poca altura i cabal molt
variable.
20

21. FUNCIONAMENT
 La presa reté l’aigua del riu i provoca un embassament i
un augment del nivell de l’aigua. L’aigua es transportada
per una canonada forçada a les turbines. Solidari a l’eix
de la turbina hi ha el rotor alternador i un generador de
corrent continu que genera un camp magnètic a les
bobines del rotor i produeix en el bobinatge de l’estator
un corrent altern de tensió mitjana i intensitat elevada.
Finalment amb els transformadors s’eleva la tensió que
arribarà a les línies de la xarxa de transport.
21

22. CENTRAL HIDROELÈCTRICA DEL CARPIO
 Cota de l’embassament:
137,25m
 Potència total:9,4MW
 Salt d’aigua: 19,74m
 Tipus de turbina: Francis
 Número de turbines: 3
22

23. CENTRAL TÈRMICA CONVENCIONAL
 Les centrals tèrmiques convencionals generen energia
elèctrica a partir de l'energia tèrmica produïda per la
combustió de carbó, fuel o gas natural.
 S’anomenen convencionals per diferenciar-les d’altres que
generen electricitat fent servir turbines de vapor.
 Fan servir com a combustible carbó, fuel, gas natural o
diferents combustibles en el cas de les centrals
termoelèctriques mixtes.
23

24. ESQUEMA CENTRAL TÈRMICA
CONVENCIONAL
24

25. FUNCIONAMENT
 Mitjançant la calor que es genera en la combustió d’un
combustible fòssil s’escalfa aigua fins a convertir-la en
vapor. Al sobreescalfador la humitat de l’aigua és
eliminada i llavors la seva temperatura puja. Aleshores
s’introdueix a les turbines creant energia cinètica. Fent
servir un generador es converteix en energia elèctrica. El
vapor que s’ha fet passa per el condensador i s’introdueix
de nou a la caldera fent servir una bomba.
25

26. CENTRAL TÈRMICA DE COMPOSTILLA
 Està situat a Lleó
 Extreu el carbó de les mines entre el
Bierzo i Lacian.
 Es va construir al 1965, però no va
funcionar fins a 1972.
 Té una potencia de 1.341MW
26

27. CENTRAL DE CICLE COMBINAT
 Una central de cicle combinat és una instal·lació que
genera energia elèctrica fent servir dos circuits, el primer
fa servir la combustió del gas i de l’aire, i el segon fa
servir l’escalfor produïda per crear vapor d’aigua.
 La principal diferencia amb les convencionals es que la
convencial extreu l'energia de la combustió del gas
directament.
27

28. CENTRAL DE CICLE COMBINAT
28

29. FUNCIONAMENT CENTRAL DE CICLE
COMBINAT
 El gas combustible es barreja amb l’aire a pressió produint una
combustió que fa girar la turbina de gas. Llavors les turbines generen
energia elèctrica en forma de corrent altern. L’energia va fins al
transformador on s'adequa a les necessitats de la xarxa.
 Alhora la combustió genera calor que s'aprofita per convertir aigua en
vapor. El vapor s’expandeix fins a unes turbines que en girar generen
energia elèctrica, llavors es repeteix el mateix procediment d’abans.
El vapor es porta fins al condensador on es refreda per tornar-la a fer
servir.
29

30. CENTRAL DE CICLE COMBINAT DEL BESÓS
 Va ser construïda entre 2000 i 2002
 Extreu l’energia del gas natural
 Té un consum de: 677MWh
 Té una potència de 142MW
 Rendiment:58%
30

31. CENTRAL DE COGENERACIÓ DE BIOMASSA
 Una central de biomassa és una instal·lació que permet
aprofitar l'energia de la biomassa (matèria viva existent
en un moment determinat a la Terra) per generar
electricitat.
 La biomassa es classifica tenint en compte el seu origen.
Pot ser: natural, seca, residual humida, cultius energètics
i biocarburants.
31

32. ESQUEMA CENTRAL DE COGENERACIÓ DE
BIOMASSA
32

33. GENERACIÓ DE LA BIOMASSA
 Processos físic: Estan destinats a preparar la biomassa per a l’ús
directe com a combustible o per processos bioquímics o termoquímics
posteriors. Ex: homogeneïtzació o refinament (adequació) o
densificació (millora de les propietats)
 Processos termoquímics: processos per obtenir combustibles sòlids
líquids o gas a partir de la biomassa. Ex: piròlisi o destil·lació seca
(obtenció de carbó vegetal) o gasificació (obtenció d’un gas forma CO,
H2 i CH4)
 Processos bioquímics: la biomassa es sotmesa a dos processos de
fermentació: digestió anaeròbica (obtenció de biogàs), fermentació
aeròbica o alcohòlica (obtenció de bioalcohol).
33

34. FUNCIONAMENT CENTRAL DE
COGENERACIÓ DE BIOMASSA
 Un cop la biomassa ha passat per un conjunt de processos,
a partir dels quals ha adquirit les característiques
necessàries, es crema. (De vegades el combustible es
barreja amb altres combustibles per fer-lo més eficient).
A partir de combustió de la biomassa i el calor que es
genera s’escalfa l’aigua, que s’havia reescalfat
anteriorment mitjançant l’intercanvi de gasos, fins a
convertir-la en vapor. Aquest vapor s’expandeix per les
turbines que estan connectades a un generador elèctric,
que genera l'electricitat.
34

35. CENTRAL DE BIOMASSA DE REOCIN
 Està situada a Cantabria
 Fa servir biomassa natural
 Consum de biomassa per
any:100.000t
 Té una potencia de 10MW
35

36. CENTRAL INCINEDARORA DE RSU
 Són les centrals que generen energia elèctrica a partir de
la combustió de residus sòlids urbans.
 Aquests són els residus que han estat generats en
l’activitat domèstica en els nuclis de població o zones
d’influència. Actualment hi ha diferents processos per
eliminar-los: abocament, compostatge, reciclatge, i
incineració.
36

37. ESQUEMA CENTRAL INCINEDARORA DE
RSU
37

38. FUNCIONAMENT INCINEDARORA DE RSU
 El primer que es fa es separar els diferents tipus de
materials que componen els residus sòlids urbans. Es
retiren els reciclables com són els vidre, el metall, el
paper, etc. i els residus restants es portent al forn on es
cremen. L’escalfor que genera aquesta combustió fa que
l’aigua que circula per les canonades s'escalfi fins a
convertir-se en vapor d’aigua. Llavors el vapor
s’expandeix per les turbines que estan connectades a un
generador elèctric, que genera l'electricitat.
38

39. INCINEDARORA DE RSU DE SANT ADRIÀ DEL BESÓS
 Va ser reformada entre 2006-2014
 Té una capacitat de:360.000t/any
 Genera: 220.000MWh/any
 Venda d’energia elèctrica: 200.000MWh/any
39

40. CENTRAL SOLAR FOTOVOLTAICA
 Són instal·lacions que generen energia elèctrica a partir
dels mòduls fotovoltaics i els rajos de sol.
 Els mòduls fotovoltaics estan formats per cèl·lules
fotovoltaiques que tenen la propietat de produir
electricitat quan hi incideixen els rajos solars o fotons de
radiacions, això s’anomena efecte fotovoltaic.
40

41. ESQUEMA CENTRAL FOTOVOLTAICA
41

42. FUNCIONAMENT CENTRAL SOLAR
FOTOVOLTAICA
 Quan els rajos de sol incideixen en els mòduls fotovoltaics
es genera electricitat. Aquesta electricitat es
transportada primer fins a un armari de corrent contínua ,
llavors es converteix en corrent alterna per mitjà d’un
inversor, i es transporta fins a un armari de corrent
alterna. Llavors l’energia elèctrica passa pels
transportadors per arribar a la xarxa de transport elèctric.
42

43. LES TRENCADES
 Està situada a València
 Té una potència de 0,8MWp
 Té 4.641 mòduls fotovoltaics
 Produeix: 1.220.206kWh/any
43

44. CENTRAL SOLAR TÈRMICA DE TORRE
 Són instal·lacions que generen energia elèctrica fent
servir l’energia calorífica produïda pel sol.
 Són construïdes en zones seques i amb altes temperatures
on no incideixen els núvols per aprofitar al màxim
l’energia solar.
44

45. FUNCIONAMENT CENTRAL SOLAR
TÈRMICA DE TORRE
 Els rajos de sol incideixen als heliòstats, els quals projectaran els
rajos a la part més alta de la torre on es troba un forn solar. El
forn solar escalfa un líquid portador (vapor d’aigua, sodi, sals
fosses...) que arribarà a un sistema d’emmagatzematge per què
la turbina també treballi a la nit. El fluid va fins a un generador
de vapor on s’escalfa l’aigua fins a convertir-se en vapor. El vapor
s’expandeix per les turbines connectades a un generador produint
electricitat que passarà per un alternador abans d’arribar a la
xarxa de transport. Mentrestant el vapor es condensarà per
poder-lo fer servir una altra vegada.
45

46. ESQUEMA CENTRAL SOLAR TÈRMICA DE
TORRE
46

47. PS20
 Està situada a Andalusia
 Va ser construïda entre 2006 i
2009
 Té una potència de 20MW
 La torre té una alçada de 165m
47

48. CENTRAL SOLAR DE COL·LECTORS
DISTRIBUITS
 Utilitzen els anomenats col·lectors de concentració, que
acumulen la radiació solar que reben en la superfície
captadora d’un element receptor de superfície molt
reduïda (un punt o una línia), la qual cosa permet obtenir,
amb bons rendiments, temperatures de fins a 300°C
suficients per produir vapor a alta temperatura, que
s’utilitza per generar electricitat o també en altres
processos industrials.
48

49. ESQUEMA CENTRAL SOLAR DE
COL·LECTORS DISTRIBUÏTS
49

50. CENTRALS SOLAR DE COL·LECTORS
DISTRIBUÏTS
 Primer el rajos de sol incideixen en els col·lectors escalfant-los, i
alhora escalfant un líquid portador (vapor d’aigua, sodi, sals fosses..).
El líquid va fins a un dipòsit d’emmagatzematge i després a una
caldera on escalfa aigua fins a produir vapor d’aigua. El vapor
s’expandeix per les turbines connectades a un generador, d’aquesta
manera es produeix energia elèctrica. Aquesta energia elèctrica haurà
de passar per un transformador abans d’arribar a la xarxa de transport
d’electricitat. Tant el vapor d’aigua com el líquid portador es
condensen per fer-los servir de nou.
50

51. CENTRALS SOLAR DE COL·LECTORS
DISTRIBUITS DEL DESERT DE MOJAVE
 Està situat a Califòrnia.
 Genera 354MW
 Fa servir oli sintètic com a líquid portador que
es pot escalfar fins a 400º
51