UD 02. Prod. i dist. d'electricitat <ul><li>Centrals elèctriques productores d'energia
Centrals hidroelèctriques
Centrals termoelèctriques convencionals
Centrals nuclears
Distribució d'energia elèctrica </li></ul>
UD 02. Centrals elèc. Productores d'energia <ul><li>Definició: </li><ul><li>Transformen energia primària en electricitat
L'electricitat es necessita en grans quantitats i de manera immediata </li><ul><li>No es pot emmagatzemat </li></ul></ul><...
Nuclears
Hidràuliques </li></ul></ul>
UD 02. Centrals elèc. Productores d'energia <ul><li>Producció, transport i consum d'energia </li><ul><li>Element principal...
Excepció: fotovoltaica </li></ul><li>Per a fer arribar l'electricitat als centres de consum: xarxa elèctrica </li><ul><li>...
Cal regular la producció i ajustar-la al consum </li></ul></ul></ul>
UD 02. Centrals elèct. productores d'energia <ul><li>Tipus de centrals (segons el servei) </li><ul><li>De base o principal...
Potència elevada: En general, nuclears, grans termoelèctriques i hidroelèctriques </li></ul><li>De punta </li><ul><li>Dest...
Treballen en paral·lel amb els centres principals </li></ul><li>De reserva </li><ul><li>Substitueixen total o parcialment ...
UD 02. Centrals elèct. productores d'energia <ul><li>Tipus de centrals segons el servei (II) </li><ul><li>De bombeig </li>...
A les hores punta generen electricitat </li></ul></ul><li>Potència instal·lada </li><ul><li>Potència en W o MW que pot gen...
Amb un factor de potència determinat </li></ul></ul>
UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Aprofiten l'energia de l'aigua </li><ul><li>La converteixen en energia elèctrica
Utilitzen turbines acoblades als alternadors </li></ul><li>Equemàticament </li><ul><li>Energia potencial (embassament)
Energia cinètica (canonades)
Energia cinètica de rotació (utrbina)
Energia elèctrica (alternador)
Transport i utilització </li></ul></ul>
UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Centrals d'aigua fluent o corrent </li><ul><li>Aprofiten l'Ec dels rius directament
També amb petits embassaments
Accionen directament les turbines
De poc rendiment (cabal irregular) </li></ul><li>Centrals amb regulació o d'aiua embassada </li><ul><li>Aprofiten Ep d'aig...
Regula el cabal del riu </li></ul></ul>
UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Centrals d'aigua embassada </li><ul><li>L'aigua s'acumula en llac artificial o pa...
Dos models (segons orografia) </li><ul><li>Centrals amb derivació </li><ul><li>Amb una presa que desvia part del cabal del...
Aquest canal: amb el mínim desnivell (creem  Δ h versus el riu)
Cambra de pressió (canonada forçada)
Condueix l'aigua a la turbina, per sota del nivell del canal </li></ul><li>Centrals d'acumulació </li><ul><li>En trams de ...
Construïm presa que obstaculitza el pas de les aigües
Magatzem d'Ep
A mitja alçada: canonada fins urbines (a peu de presa) </li></ul></ul></ul></ul>
UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Components d'una central hidroelèctrica </li><ul><li>La presa
Els conductes d'aigua
La sala de màquines
Els transformadors
El parc de distribució </li></ul></ul>
UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Components d'una central hidroelèctrica (II) </li><ul><li>La presa </li><ul><li>C...
Perpendicular a la seva direcció
Reté aigua i augmenta el seu nivell
De dos tipus </li><ul><li>Preses de gravetat: la força de l'aigua és contrarestada amb el pes de la presa. Perfil triangul...
Preses de volta: té forma d'arc ancorat a les parets laterals del riu (hi transmet les forces). Perfil més esvelt, menys m...
UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Components d'una central hidroelèctrica (III) </li><ul><li>Els conductes d'aigua ...
Alimenten les turbines
Regulen el cabal
Sobreeixidors: permeten la sortida d'aigua sense passar per les turbines
A peu de presa: esmorteïdors
A la part més fonda: desguassos (drenatge) </li></ul></ul></ul>
UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Components d'una central hidroelèctrica (IV) </li><ul><li>La sala de màquines </l...
Són els grups turboalternadors
Diferents tipus de turbina segons alçada i cabal </li><ul><li>Turbines Pelton: Salts de gran altura i cabal regular
Turbines Francis: Salts d'altura mitjana i cabal variable
Turbines Kaplan: Salts de poca altura i cabal molt variable </li></ul><li>Les centrals en tenen de diferents tipus per ada...
UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Components d'una central hidroelèctrica (V) </li><ul><li>Transformadors i parc de...
Substitució en cas d'avaria o manteniment </li></ul></ul></ul></ul>
Upcoming SlideShare
Loading in …5
×

Ud 02. producció i distribució d'energia elèctrica

9,770 views
12,121 views

Published on

Presentació diapositives UD02 1r Batxillerat Tecnologia Industrial.

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
9,770
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
7,779
Actions
Shares
0
Downloads
33
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Ud 02. producció i distribució d'energia elèctrica

  1. 1. UD 02. Prod. i dist. d'electricitat <ul><li>Centrals elèctriques productores d'energia
  2. 2. Centrals hidroelèctriques
  3. 3. Centrals termoelèctriques convencionals
  4. 4. Centrals nuclears
  5. 5. Distribució d'energia elèctrica </li></ul>
  6. 6. UD 02. Centrals elèc. Productores d'energia <ul><li>Definició: </li><ul><li>Transformen energia primària en electricitat
  7. 7. L'electricitat es necessita en grans quantitats i de manera immediata </li><ul><li>No es pot emmagatzemat </li></ul></ul><li>Reben el nom segons l'energia primària emprada </li><ul><li>Termoelèctriques (de carbó, gas, fuel...)
  8. 8. Nuclears
  9. 9. Hidràuliques </li></ul></ul>
  10. 10. UD 02. Centrals elèc. Productores d'energia <ul><li>Producció, transport i consum d'energia </li><ul><li>Element principal: generador o alternador </li><ul><li>Transforma energia mecànica en elèctrica
  11. 11. Excepció: fotovoltaica </li></ul><li>Per a fer arribar l'electricitat als centres de consum: xarxa elèctrica </li><ul><li>Línies elèctriques de transport, estacions transformadores i línies de distribució </li></ul><li>No es pot emmagatzemar </li><ul><li>Si no es consum es perd
  12. 12. Cal regular la producció i ajustar-la al consum </li></ul></ul></ul>
  13. 13. UD 02. Centrals elèct. productores d'energia <ul><li>Tipus de centrals (segons el servei) </li><ul><li>De base o principals </li><ul><li>Per a subministrar energia de manera continuada
  14. 14. Potència elevada: En general, nuclears, grans termoelèctriques i hidroelèctriques </li></ul><li>De punta </li><ul><li>Destinades a cobrir demandes a hores punta
  15. 15. Treballen en paral·lel amb els centres principals </li></ul><li>De reserva </li><ul><li>Substitueixen total o parcialment una d'avariada </li></ul></ul></ul>
  16. 16. UD 02. Centrals elèct. productores d'energia <ul><li>Tipus de centrals segons el servei (II) </li><ul><li>De bombeig </li><ul><li>Hidroelèctriques: aprofiten l'energia sobrant a les hores vall per a bombar aigua
  17. 17. A les hores punta generen electricitat </li></ul></ul><li>Potència instal·lada </li><ul><li>Potència en W o MW que pot generar un alternador
  18. 18. Amb un factor de potència determinat </li></ul></ul>
  19. 19. UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Aprofiten l'energia de l'aigua </li><ul><li>La converteixen en energia elèctrica
  20. 20. Utilitzen turbines acoblades als alternadors </li></ul><li>Equemàticament </li><ul><li>Energia potencial (embassament)
  21. 21. Energia cinètica (canonades)
  22. 22. Energia cinètica de rotació (utrbina)
  23. 23. Energia elèctrica (alternador)
  24. 24. Transport i utilització </li></ul></ul>
  25. 25. UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Centrals d'aigua fluent o corrent </li><ul><li>Aprofiten l'Ec dels rius directament
  26. 26. També amb petits embassaments
  27. 27. Accionen directament les turbines
  28. 28. De poc rendiment (cabal irregular) </li></ul><li>Centrals amb regulació o d'aiua embassada </li><ul><li>Aprofiten Ep d'aigua retinguda per una presa
  29. 29. Regula el cabal del riu </li></ul></ul>
  30. 30. UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Centrals d'aigua embassada </li><ul><li>L'aigua s'acumula en llac artificial o pantà
  31. 31. Dos models (segons orografia) </li><ul><li>Centrals amb derivació </li><ul><li>Amb una presa que desvia part del cabal del riu
  32. 32. Aquest canal: amb el mínim desnivell (creem Δ h versus el riu)
  33. 33. Cambra de pressió (canonada forçada)
  34. 34. Condueix l'aigua a la turbina, per sota del nivell del canal </li></ul><li>Centrals d'acumulació </li><ul><li>En trams de rius amb desnivell apreciable
  35. 35. Construïm presa que obstaculitza el pas de les aigües
  36. 36. Magatzem d'Ep
  37. 37. A mitja alçada: canonada fins urbines (a peu de presa) </li></ul></ul></ul></ul>
  38. 38. UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Components d'una central hidroelèctrica </li><ul><li>La presa
  39. 39. Els conductes d'aigua
  40. 40. La sala de màquines
  41. 41. Els transformadors
  42. 42. El parc de distribució </li></ul></ul>
  43. 43. UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Components d'una central hidroelèctrica (II) </li><ul><li>La presa </li><ul><li>Construcció aixecada sobre llera del riu
  44. 44. Perpendicular a la seva direcció
  45. 45. Reté aigua i augmenta el seu nivell
  46. 46. De dos tipus </li><ul><li>Preses de gravetat: la força de l'aigua és contrarestada amb el pes de la presa. Perfil triangular. Molt de material emprat. Una variant: amb contraforts (menys material)
  47. 47. Preses de volta: té forma d'arc ancorat a les parets laterals del riu (hi transmet les forces). Perfil més esvelt, menys material </li></ul></ul></ul></ul>
  48. 48. UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Components d'una central hidroelèctrica (III) </li><ul><li>Els conductes d'aigua </li><ul><li>Protegits per reixes d'entrada
  49. 49. Alimenten les turbines
  50. 50. Regulen el cabal
  51. 51. Sobreeixidors: permeten la sortida d'aigua sense passar per les turbines
  52. 52. A peu de presa: esmorteïdors
  53. 53. A la part més fonda: desguassos (drenatge) </li></ul></ul></ul>
  54. 54. UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Components d'una central hidroelèctrica (IV) </li><ul><li>La sala de màquines </li><ul><li>Màquines motrius de la central
  55. 55. Són els grups turboalternadors
  56. 56. Diferents tipus de turbina segons alçada i cabal </li><ul><li>Turbines Pelton: Salts de gran altura i cabal regular
  57. 57. Turbines Francis: Salts d'altura mitjana i cabal variable
  58. 58. Turbines Kaplan: Salts de poca altura i cabal molt variable </li></ul><li>Les centrals en tenen de diferents tipus per adaptar-s'hi </li></ul></ul></ul>
  59. 59. UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Components d'una central hidroelèctrica (V) </li><ul><li>Transformadors i parc de distribució </li><ul><li>Corrents dels alternadors: inferior 20 KV </li><ul><li>Transformadors: eleven V per minimitzar pèrdues </li></ul><li>Parc de distribució: connectem amb xarxa de transport </li><ul><li>Línies de alta tensió </li></ul><li>Majoria de centrals: interconnectades i sincronitzades </li><ul><li>Aportació d'energia compatible
  60. 60. Substitució en cas d'avaria o manteniment </li></ul></ul></ul></ul>
  61. 61. UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Funcionament d'una central hidroelèctrica </li><ul><li>La presa reté l'aigua del riu. Magatzem d'Ep </li><ul><li>A peu de presa: grups turboalternadors </li></ul><li>L'aigua arriba a les turbines amb Ec </li><ul><li>Mitjançant comportes i reixes
  62. 62. Es comunica la rodet de la turbina (gira)
  63. 63. Després l'aigua torna al riu </li></ul><li>Solidari a l'eix de la turbina: alternador i generador CC </li><ul><li>Camp magnètic a bobines del rotor
  64. 64. Generem a l'estàtor corrent altern de V mitjà i I elevada </li></ul><li>Es transforma el corrent i es distribueix </li></ul></ul>
  65. 65. UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Centrals de bombeig o reversibles </li><ul><li>Funció: racionalitzar la producció d'electricitat </li><ul><li>Consumeixen excedents (vall) i produeixen (punta) </li></ul><li>Disposen de dos embassaments </li><ul><li>Superior: alimenta central a hores punta
  66. 66. Inferior: Bombegem aigua cap al superior (vall)
  67. 67. Bombeig d'aigua: motobomba o grups turrbina-alternador (reversibles) </li></ul><li>Dues tipologies: Bombeig pur i mixt </li><ul><li>Pur: per a fabricar han hagut de bombejar prèviament
  68. 68. Mixt: Alimentats per un riu a la part superior </li></ul></ul></ul>
  69. 69. UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Minicentrals hidroelèctriques </li><ul><li>Potència compresa entre 250 i 5000 KW </li><ul><li>Antigament: subministrament a petits nuclis i indústries </li></ul><li>Com a conseqüència de la crisi del petroli </li><ul><li>Han experimentat un augment del seu ús
  70. 70. Hi ha plans de revitalització, ampliació i automatització </li></ul></ul></ul>
  71. 71. UD 02. Centrals hidroelèctriques <ul><li>Impacte al medi ambient </li><ul><li>Avantatges </li><ul><li>No emissions atmosfèriques (CO 2 , NO X , SO X )
  72. 72. Regulador del cabal: pot prevenir inundacions, també garantir cabal mínim en cas de sequera </li></ul><li>Inconvenients </li><ul><li>Pèrdua de terrenys fèrtils i desplaçament de poblacions
  73. 73. Alteració de cabal de rius: erosió
  74. 74. Modificació de flora i fauna
  75. 75. Possible acumulació de m.o. (per aigües residuals: CH 4 ) </li></ul></ul></ul>
  76. 76. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Generen electricitat a partir d'eneria tèrmica </li><ul><li>Combustió de carbó, fuel o gas natural </li></ul><li>Convencionals: per a diferenciar-les de nuclears o solars tèrmiques </li><ul><li>També utilitzen turbines de vapor </li></ul><li>Totes funcionen de forma similar </li><ul><li>Cremem combustible a caldera i obtenim vapor
  77. 77. Acciona turbina solidària a alternador
  78. 78. Es diferencien pel combustible emprat (i implicacions) </li></ul></ul>
  79. 79. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Transformacions energètiques: </li><ul><li>Energia química: combustible
  80. 80. Energia tèrmica: caldera
  81. 81. Energia cinètica: vapor
  82. 82. Energia cinètica de rotació: turbina
  83. 83. Energia elèctrica: alternador
  84. 84. Utilització final </li></ul><li>Emplaçament: a prop de la font </li><ul><li>Mines, ports, refineries... </li></ul></ul>
  85. 85. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Components d'una central termoelèctrica </li><ul><li>Magatzem de combustible
  86. 86. Caldera
  87. 87. Turbines
  88. 88. Condensador
  89. 89. Torre de refrigeració
  90. 90. Xemeneia
  91. 91. Equip elèctric principal
  92. 92. Sales de tractament de l'aigua d'alimentació </li></ul></ul>
  93. 93. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Components d'una central termoelèctrica (II) </li><ul><li>La sala de combustible </li><ul><li>Si és el carbó: dipòsit amb reserva permanent </li><ul><li>Es tritura en pols fina: millor combustió
  94. 94. S'envia als cremadors amb aire preescalfat </li></ul><li>Fuel: en grans dipòsits </li><ul><li>Preescalfat per fluïdificar
  95. 95. S'injecta als cremadors </li></ul><li>Gas natural: arriba en gasoductes a alta pressió </li><ul><li>Estació reductora de pressió </li></ul></ul><li>Centrals mixtes: poden emprar diferents combustibles </li></ul></ul>
  96. 96. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Components d'una central termoelèctrica (III) </li><ul><li>Caldera </li><ul><li>Les més utilitzades: de radiació
  97. 97. Cremadors adequats al combustible
  98. 98. Cambra de combustió amb infinitat de tubs
  99. 99. Reescalfadors: eliminen gotes d'aigua: vapor sec
  100. 100. Economitzadors i preescalfadors </li><ul><li>Aprofiten calor residual de gasos emesos: preescalfament d'aigua, combustible i aire de combustió </li></ul></ul></ul></ul>
  101. 101. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Components d'una central termoelèctrica (IV) </li><ul><li>Turbines </li><ul><li>Elements motrius: transformen Ec del vapor en Ec rotatòria
  102. 102. Formada per tres cossos (maximitzar rendiment) </li><ul><li>El vapor s'expandeix: perd pressió
  103. 103. De pressió alta (àleps petits)
  104. 104. De pressió mitjana
  105. 105. De pressió baixa (àleps grans)
  106. 106. Solidaris amb el rotor </li></ul></ul></ul></ul>
  107. 107. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Components d'una central termoelèctrica (V) </li><ul><li>Condensador </li><ul><li>El vapor procedent de les calderes condensa
  108. 108. I torna a entrar a la caldera per repetir el cicle </li></ul><li>Torre de refrigeració </li><ul><li>Refreda l'aigua que refrigera el condensador </li><ul><li>Circuits tancats
  109. 109. Circuits oberts: pluja fina i en sentit contrari: aire fred </li></ul></ul></ul></ul>
  110. 110. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Components d'una central termoelèctrica (VI) </li><ul><li>Xemeneia </li><ul><li>Crea depressió dins la caldera: circulació de gasos
  111. 111. Poden ser: tiratge natural (geometria) o forçades (amb impulsors mecànics)
  112. 112. Amb filtres: MES i altres contaminants </li></ul><li>Equip elèctric principal </li><ul><li>Alternador, transformadors i parc de distribució </li></ul></ul></ul>
  113. 113. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Components d'una central termoelèctrica (VII) </li><ul><li>Sala de tractament de l'aigua d'alimentació </li><ul><li>Pel bon funcionament de la caldera </li><ul><li>Evitem incrustacions / precipitats </li></ul><li>Addicionem substàncies químiques
  114. 114. També ajustem pH </li></ul></ul></ul>
  115. 115. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Funcionament d'una central termoelèctrica </li><ul><li>Des del magatzem del carbó: cinta transportadora a tremuja --> alimenta el molí triturador </li><ul><li>El fem pols: millor combustió </li></ul><li>Barregem el carbó amb aire preescalfat i s'injecta als cremadors. Es produeix la combustió
  116. 116. Calor de combustió: escalfa tubs i produeix calor.
  117. 117. Al sobreescalfador eliminem humitat (vapor sec)
  118. 118. L'injectem a la turbina de P alta </li><ul><li>Després: mitjana P (reescalfament) i a la de baixa P </li></ul></ul></ul>
  119. 119. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Funcionament d'una central termoelèctrica (II) </li><ul><li>El vapor s'expandeix i fa girar la turbina </li><ul><li>El seu rotor arrossega el de l'alternador
  120. 120. Aquí es produeix l'energia elèctrica </li></ul><li>L'energia generada es transforma i passa al parc de distribució, línies de transport i consumidors
  121. 121. Sortida de turbines: el vapor passa al condensador, refreda i condensa </li><ul><li>L'aigua condensada es preescalfa
  122. 122. S'introdueix amb l'economitzador: P i T adients per a màxim rendiment de cicle </li></ul></ul></ul>
  123. 123. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Funcionament d'una central termoelèctrica (III) </li><ul><li>Aigua de refrigeració del condensador: a torres de refrigeració
  124. 124. Gasos de combustió: </li><ul><li>Escalfem l'aire de combustió
  125. 125. Amb precipitadors: retenim partícules sòlides contaminants
  126. 126. Xemeneies molt altes: millor dispersió dels gasos </li></ul></ul></ul>
  127. 127. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Impacte al medi ambient </li><ul><li>Atmosfèric </li><ul><li>Emissions de CO 2 i H 2 O (efecte hivernacle)
  128. 128. Mala combustió i impureses: SO X , NO X (pluja àcida)
  129. 129. Boires fotoquímiques: HC, metalls pesants i partícules sòlides en suspensió </li></ul><li>Contaminació de les aigües </li><ul><li>Contaminació tèrmica: minimitzada amb torres </li><ul><li>Torres refrigeració: aigua de pluja amb partícules de carbó
  130. 130. Sí contamina aigües: purgues de vapor, de caldera
  131. 131. Es tracten abans de ser abocades </li></ul></ul></ul></ul>
  132. 132. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Impacte al medi ambient (II) </li><ul><li>Contaminació acústica </li><ul><li>Aïllament d'elements sorollosos
  133. 133. Construcció de pantalles </li><ul><li>Especialment a prop de nuclis habitats </li></ul></ul></ul></ul>
  134. 134. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Noves tecnologies </li><ul><li>Carbó: força reserves però: molt contaminant </li><ul><li>Dessulfuració de combustibles </li><ul><li>Convertim SO X en productes solubles </li></ul><li>Gasificació del carbó </li><ul><li>Permet explotar més recursos i gas menys contaminant </li></ul><li>Combustió en llit fluïd </li><ul><li>Combustió a T inferior
  135. 135. Rendiment més alt: més superfície de contacte </li></ul></ul></ul></ul>
  136. 136. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Noves tecnologies (II) </li><ul><li>Centrals de cicle combinat </li><ul><li>Combustible: gas natural </li><ul><li>S'experimenta: amb carbó gasificat </li></ul><li>Rendiments de 0'52 (convencionals: 0'35)
  137. 137. Combustió: gas alimenta turbina de gas </li><ul><li>Gasos emesos en turbina de gas: escalfem caldera que produeix vapor d'aigua </li></ul></ul></ul></ul>
  138. 138. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Central de cicle combinat: funcionament </li><ul><li>L'aire, a P alta es barreja amb el combustible
  139. 139. Combustió </li><ul><li>Gasos a 1300C i 1'5-3MPa.
  140. 140. S'expandeixen a la turbina: fan girar el generador
  141. 141. Gasos generats: 600C. Van a caldera de recuperació </li></ul><li>Caldera de recuperació </li><ul><li>Mateixos elements que caldera tradicional
  142. 142. Ara tenim el mateix procés d'una tèrmica convencional
  143. 143. Última generació: gas i vapor alimenten generador únic
  144. 144. Són les que es construeixen a països industrialitzats </li></ul></ul></ul>
  145. 145. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Centrals de cogeneració </li><ul><li>Producció simultània d'energia elèctrica i tèrmica
  146. 146. Electricitat: amb combustible convencional --> aprofita calor residual per a escalfar aigua o fluids
  147. 147. Rendiments de fins al 80% </li><ul><li>Termoelèctriques convencionals: 35%
  148. 148. Cicle combinat: 52% </li></ul><li>Molta aplicació a indústries, hospitals </li><ul><li>Necessitats tèrmiques molt importants </li></ul></ul></ul>
  149. 149. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Centrals de cogeneració (II) </li><ul><li>Funcionament </li><ul><li>Cremem combustible en generador de vapor
  150. 150. El vapor acciona turbina-alternador
  151. 151. El vapor de la turbina escalfa caldera (aigua calenta)
  152. 152. L'aigua calenta és retornada al circuit </li><ul><li>Al generador de vapor
  153. 153. Si no té l'energia suficient: cremador auxiliar </li></ul></ul></ul></ul>
  154. 154. UD 02. Centrals termoelèct. convencionals <ul><li>Centrals de cogeneració (III) </li><ul><li>Fan servir mòduls de cogeneració: flexibilitat </li><ul><li>Formats per màquina motriu i generador </li><ul><li>Turbines de gas: Potències elevades. D'1 a 10MW
  155. 155. Motors de cicle dièsel: De 70 KW a 2MW
  156. 156. Tots dos poden funcionar amb: gas natural, biodièsel, biogàs o gas de residus. El més emprat: gas natural (poc contaminant) </li></ul></ul><li>Poc contaminants mediambientalment </li><ul><li>Rendiment energètic molt alt
  157. 157. Alta tecnologia al procés de combustió </li></ul></ul></ul>
  158. 158. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>Central termoelèctrica: l'energia tèrmica s'obté de la fissió dels àtoms d'urani i plutoni </li><ul><li>Actuen com a central de base </li></ul><li>Transformacions energètiques: </li><ul><li>Energia nuclear: combustible
  159. 159. Energia tèrmica: caldera
  160. 160. Energia cinètica: vapor
  161. 161. Energia cinètica de rotació: turbina
  162. 162. Energia elèctrica: alternador
  163. 163. Utilització </li></ul></ul>
  164. 164. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>El reactor nuclear </li><ul><li>És el nucli de les centrals
  165. 165. Permet produir i controlar reaccions en cadena
  166. 166. Possibilita l'aprofitament de l'energia tèrmica </li><ul><li>Obtenim vapor d'aigua que acciona la turbina-generador </li></ul><li>Té diferents parts </li><ul><li>Vas del reactor
  167. 167. Moderador
  168. 168. Barres de control
  169. 169. Refrigerant </li></ul></ul></ul>
  170. 170. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>El reactor nuclear (II) </li><ul><li>Vas del reactor: Conté font de neutrons i combustible nuclear
  171. 171. Moderador: Redueix velocitat de neutrons emesos </li><ul><li>Assegura l'impacte amb àtoms fissionables
  172. 172. H 2 O, D 2 O i grafit
  173. 173. Aigua normal: gran capacitat absorbent </li><ul><li>Permet reduir dimensions del reactor
  174. 174. Tan absorbent: només emprat en reactors amb U enriquit
  175. 175. Reactor ràpid: sense moderador, només U enriquit </li></ul></ul></ul></ul>
  176. 176. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>El reactor nuclear (III) </li><ul><li>Barres de control </li><ul><li>Format per materials que absorbeixen neutrons
  177. 177. Regulen el nombre de fissions </li><ul><li>Totalment introduïdes: s'atura la reacció en cadena
  178. 178. Van sortint: la reacció augmenta
  179. 179. Sistema de control de T: actua sobre les barres </li></ul><li>Aleacions de B, Cd i Hf </li></ul><li>Refrigerants </li><ul><li>Per evitar el sobreescalfament i transportar la calor generada
  180. 180. El recorregut: circuit primari </li><ul><li>Primari: transporta calor o la cedeix a un de secundari </li></ul><li>Líquids: H 2 O, D 2 O, Na, K. Gasosos: CO 2 , He, H 2 , N 2 </li></ul></ul></ul>
  181. 181. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>Tipus principals de reaccions nuclears </li><ul><li>PWR. Amb reactor d'aigua a pressió </li><ul><li>Urani enriquit com a combustible
  182. 182. Aigua com a refrigerant i moderador alhora
  183. 183. Calor produïda: del circuit primari al secundari
  184. 184. Circuit primari </li><ul><li>A l'interior de l'edifici de contenció
  185. 185. P=17'22MPa (estat líquid)
  186. 186. Generador de vapor: transfereix energia del 1ari al 2ari </li></ul><li>Circuit secundari </li><ul><li>El vapor passa pel reescalfador (eliminem humitat)
  187. 187. Entra a la turbina i després al condensador </li></ul></ul></ul></ul>
  188. 188. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>Tipus principals de reactors nuclears (II) </li><ul><li>BWR. Reactor d'aigua en ebullició </li><ul><li>Utilitzen U enriquit i aigua
  189. 189. Només utilitzen un circuit de refrigeració
  190. 190. L'aigua, a menys pressió, entra en ebullició </li><ul><li>Vapor obtingut dins del reactor </li></ul><li>Circuit primari més simple
  191. 191. Edifici de turbines: protegit doncs el vapor que ha estat en contacte amb el combustible és radioactiu </li></ul></ul></ul>
  192. 192. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>Tipus principals de reactors nuclears (III) </li><ul><li>Reactors de neutrons ràpids </li><ul><li>El reactor no fa servir moderador: fissions amb neutrons ràpids
  193. 193. Per a mantenir la reacció: quantitat de combustible per unitat de volum: elevada
  194. 194. Potència tèrmica molt elevada: Na com a refrigerant
  195. 195. Combustible: U235 o Pu239 </li><ul><li>Recobert amb U238 que passa a ser Pu239
  196. 196. S'anomenen reactors reproductors (en generen més del que gasten)
  197. 197. Rendiments fins a 60 vegades superiors
  198. 198. 3 circuits de refrigeració: 2ari: Na i 3ari: aigua que vaporitzem
  199. 199. Tecnologia en procés d'experimentació </li></ul></ul></ul></ul>
  200. 200. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>Equipament d'una central nuclear </li><ul><li>Edifici de contenció. </li><ul><li>Conté el reactor
  201. 201. Conté el circuit primari (tres llaços en paral·lel)
  202. 202. Murs gruixuts de formigó folrats amb acer </li><ul><li>Evitar qualsevol tipus de radiació </li></ul><li>Dissenyat per resistir moviments sísmics </li></ul><li>Edifici de turbines </li><ul><li>Allotja el grup alternador, reescalfadors, condensadors i preescalfadors
  203. 203. BWR: Vapor directe al reactor: edifici protegit </li></ul></ul></ul>
  204. 204. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>Equipament d'una central nuclear (II) </li><ul><li>Edifici del combustible </li><ul><li>Magatzem de combustible de recàrrega del reactor
  205. 205. Piscines de formigó folrades amb xapa d'acer </li><ul><li>Si ja ha estat utilitzat: cobert amb aigua </li></ul><li>Connectat directament al reactor </li><ul><li>Podem fer la recàrrega sense sortir de la zona de màxima protecció </li></ul></ul><li>Edifici de control </li><ul><li>Sala de control. Hi arriben els senyals i mesures </li><ul><li>Surten les ordres de comandament. Procés automatitzat </li></ul></ul><li>Edifici auxiliar </li><ul><li>Sistemes auxiliars i de seguretat. Tractament de residus de baixa activitat </li></ul></ul></ul>
  206. 206. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>Funcionament d'una central nuclear </li><ul><li>Energia generada al reactor </li><ul><li>Extreta i transportada per l'aigua refrigerant
  207. 207. Circuit tancat i a pressió elevada
  208. 208. Es transmet al circuit secundari en els generadors de vapor </li></ul><li>El vapor acciona la turbina </li><ul><li>Acoblada a l'alternador
  209. 209. Elevem tensió i la lliurem a la xarxa </li></ul></ul></ul>
  210. 210. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>Funcionament d'una central nuclear (II) </li><ul><li>Després de passar per la turbina, el vapor torna a l'estat líquid </li><ul><li>En el condensador
  211. 211. Passa novament al generador de vapor </li><ul><li>Impulsat per les bombes de condensació i d'alimentació </li></ul><li>Vaporitzat novament: tanquem el circuit </li></ul><li>Aigua de refrigeració del condensador: circuit obert </li><ul><li>Alimentat diecament del riu o del mar
  212. 212. Rius amb cabal escás: refredada prèviament </li><ul><li>Evitem contaminació tèrmica </li></ul></ul></ul></ul>
  213. 213. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>El medi ambient. Sistemes de seguretat </li><ul><li>Alguns impactes: comuns a la hidroelèctrica </li><ul><li>Contaminació tèrmica
  214. 214. Contaminació química </li><ul><li>Aigües de refrigeració i residuals </li></ul><li>Contaminació acústica </li></ul><li>Contaminació radioactiva </li><ul><li>Emissions i gestió de residus: principals problemes </li></ul></ul></ul>
  215. 215. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>El medi ambient. Sistemes de seguretat (II) </li><ul><li>Emplaçament: té en compte: </li><ul><li>Demografia
  216. 216. Vies de comunicació
  217. 217. Proximitat als centres de consum
  218. 218. Característiques hidrològiques, sísmiques i climàtiques </li></ul><li>Cada punt de l'execució del Projecte: normativa legal molt exigent </li></ul></ul>
  219. 219. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>El medi ambient. Sistemes de seguretat (III) </li><ul><li>Concepte de seguretat màxima </li><ul><li>Sistemes de control duplicats
  220. 220. Diferents barreres que impedeixen fuites a l'exterior </li><ul><li>Estructura del combustible, beines que el contenen, vas del reactor, sistemes de protecció del reactor i edifici de contenció </li></ul></ul><li>Reactor de seguretat passiva </li><ul><li>En desenvolupament
  221. 221. A prova d'errades humanes i avaries dels sistemes de seguretat
  222. 222. Per disseny: controls implícits al funcionament </li></ul></ul></ul>
  223. 223. UD 02. Centrals nuclears <ul><li>El medi ambient. Sistemes de seguretat (IV) </li><ul><li>Característiques de la seguretat d'una central </li><ul><li>Personal altament qualificat, especialtzat i entrenat
  224. 224. Revisions exhaustives de reactor i circuit primari </li><ul><li>Aprofiten aturades de càrrega de combustible </li></ul><li>Control constant dels equips. Manteniment preventiu
  225. 225. Control d'emissions
  226. 226. Detecció i identificació d'anomalies
  227. 227. Sistemes de seguretat establerts en cas de superar límits
  228. 228. Vigilància radiològica ambiental de la zona </li></ul></ul></ul>
  229. 229. UD 02. Distribució de l'energia elèctrica <ul><li>Centres de producció en general allunyats del consum
  230. 230. Necessària infraestructura </li><ul><li>Xarxes de transport
  231. 231. Xarxa de distribució
  232. 232. Connexions: a estacions o subestacions elèctriques </li></ul><li>Corrent obtingut a centrals </li><ul><li>Voltatges entre 6 i 20 KV
  233. 233. Pel transport: pugem a 110-400 KV </li></ul></ul>
  234. 234. UD 02. Distribució de l'energia elèctrica <ul><li>Les pèrdues de potència </li></ul><ul><li>On: </li><ul><li>P: potència perduda per efecte Joule (W)
  235. 235. RL: resistència d'un conductor de la línia ( Ω )
  236. 236. I: intensitat de la línia (A)
  237. 237. ρ : resistivitat del conductor ( Ω ·m)
  238. 238. L:longitud de la línia (m)
  239. 239. S: secció de la línia del conductor (m 2 ) </li></ul></ul>
  240. 240. UD 02. Distribució de l'energia elèctrica <ul><li>A una línia trifàsica es compleix </li></ul><ul><li>On: </li><ul><li>P: potència a transportar (W)
  241. 241. V: tensió de la línia (V)
  242. 242. cos  : factor de potència </li></ul><li>Per això: incrementem V abans de transport </li></ul>
  243. 243. UD 02. Distribució de l'energia elèctrica <ul><li>Línies elèctriques </li><ul><li>Conjunt de conductors, aïlladors i accesoris per al transport i distribució d'energia elèctrica </li></ul><li>Tipologies </li><ul><li>Aèries </li><ul><li>Conductors sense aïllament
  244. 244. Cu o Al amb ànima d'acer
  245. 245. Econòmiques d'instal·lar que subterrànies
  246. 246. Menys fiables i més manteniment </li><ul><li>Intempèrie </li></ul></ul></ul></ul>
  247. 247. UD 02. Distribució de l'energia elèctrica <ul><li>Tipologies de línies elèctriques (II) </li><ul><li>Subterrànies </li><ul><li>Conductors enterrats </li><ul><li>Directament o dintre de canalitzacions </li></ul><li>Cu o Al forçosament aïllats
  248. 248. Elevat cost d'instal·lació
  249. 249. Més fiables i menys manteniment que aèries
  250. 250. En general: per a línies de distribució secundàries
  251. 251. Aèries: línies de distribució primàries </li></ul></ul></ul>
  252. 252. UD 02. Distribució de l'energia elèctrica <ul><li>Estacions elèctriques </li><ul><li>També anomenades subestacions
  253. 253. Transformen i/o distribueixen energia elèctrica i connecten dues o més línies
  254. 254. Poden ser </li><ul><li>Estacions transformadores primàries (ET I) </li><ul><li>Eleven tensió elèctrica a 110, 132, 220 i/o 400 KV
  255. 255. La traqnsfereixen a les línies de transport
  256. 256. Són els parcs de distribució de les centrals </li></ul></ul></ul></ul>
  257. 257. UD 02. Distribució de l'energia elèctrica <ul><li>Estacions elèctriques (II) </li><ul><li>Poden ser (II) </li><ul><li>Estacions d'interconnexió (EI) </li><ul><li>Unions entre diferents línies de transport
  258. 258. Amb transformador si tenim diferents tensions </li></ul><li>Estacions transformadores secundàris (ET II) </li><ul><li>Redueixen la tensió a 6-66 KV
  259. 259. Alimenten línies de distribució primària per diferents zones </li></ul><li>Estacions transformadores terciàries (ET III) </li><ul><li>Redueixen la tensió a 220 V i 380 V
  260. 260. Subministren centres de consum (per línies de dist. Secundàries) </li></ul><li>Estacions distribuïdores </li><ul><li>Interconnecten ET II. No disposen de transformadors </li></ul></ul></ul></ul>
  261. 261. UD 02. Distribució de l'energia elèctrica <ul><li>Estructura del sistema elèctric </li><ul><li>Centrals es connecten a línies de transport per ET I </li><ul><li>Queden interconnectades a l'EI </li></ul><li>LT alimenten LDP a través de les ET II
  262. 262. Les LDP subministren directament gran potència </li><ul><li>O bé a les LDS mitjançant ET III
  263. 263. LDS: alimenten consumidors (2 a 8) a baixa tensió </li></ul><li>Interconnectat: Portugal i altres mitjançant França </li></ul></ul>

×