Descrizione del processo energetico delle centrali termoelettriche

1. Le Centrali
Termoelettriche

2. Percorso dell’energia
Una centrale
termoelettrica e' un
impianto all'interno del
quale l'energia termica
generata dalla
combustione di una
massa di combustibile
(carbone, nafta,
orimulsion o metano)
viene trasformata,
attraverso un ciclo
termico, in energia
meccanica la quale,
attraverso l'alternatore,
viene poi trasformata in
energia elettrica.

3. Il combustibile,
bruciato all'interno della
caldaia, produce
energia termica che
trasforma l'acqua di
processo in vapore.
Quest'ultimo,
fortemente
surriscaldato, va ad
agire sulle palette
della turbina la quale
trasforma l'energia
potenziale del vapore
in energia meccanica;

4. ● L’energia meccanica viene
successivamente ceduta
all'alternatore che provvede a
trasformarla in energia
elettrica in media tensione. Il
livello di tensione viene
innalzato dai trasformatori
elevatori che collegano la
centrale alla rete di alta
tensione.

5. ● Il vapore,
dopo aver
ceduto il suo
contenuto
energetico alla
turbina, viene
scaricato dalla
stessa e
raccolto dentro
il condensatore
all'interno del
quale, per
mezzo
dell'acqua di
raffreddamento
proveniente
dall'esterno,
viene
ritrasformato in
acqua e quindi
ricondotto in
caldaia
attraverso la
pompa di
alimento per
ripetere un
nuovo ciclo.

6. Relazioni tra le parti
Fasi
Parti
Caldaia
Turbina
Alternatore
Trasformatori elevatori
Rete di alta tensione
Condensatore
Pompa di alimentazione

7. Dispersione dell’energia
● In un impianto termoelettrico convenzionale
solo il 38% circa dell'energia termica liberata
dalla combustione nella caldaia viene convertita
in energia elettrica. Il restante 62% viene
dissipato nelle successive conversioni
dell'energia (da chimica a termica, da termica a
meccanica, da meccanica a elettrica) e come
calore residuo dei fumi della ciminiera e del
vapore avviato alla condensazione e recuperato
come acqua calda da rimandare alla caldaia per
un nuovo ciclo.

8. Trasporto energia
● L'energia elettrica prodotta e immessa in rete
viene trasportata, per mezzo di opportuni
elettrodotti, alle stazioni di trasformazione dove
altri trasformatori la rendono disponibile alle
richieste delle varie utenze.

9. Le centrali in Italia
● Le centrali in Italia
sono numerose,
anche se poco
sfruttate. La più
produttiva è la
Centrale
termoelettrica
Alessandro Volta (VI)

10. Vantaggi
Generalmente le centrali termoelettriche erogano grandi potenze,
dell'ordine delle centinaia o migliaia di MW e costituiscono la spina
dorsale del sistema di produzione dell'energia elettrica, perché i loro
impianti termici danno il massimo rendimento in regime di produzione
costante; di solito, quindi, vengono tenute in funzione per lunghi periodi
di tempo, costituendo la base della capacità produttiva. Anche se alcuni
impianti termoelettrici possono essere polivalenti, ovvero in grado di
utilizzare diversi tipi di combustibile, questo si ottiene a spese del
rendimento termodinamico e quindi della spesa complessiva: per questo,
in generale, si costruiscono centrali termoelettriche in grado di bruciare
con la massima efficienza un particolare combustibile, e si riadattano gli
impianti in caso diventi necessario bruciare un combustibile diverso.

11. Svantaggi
● I residui della combustione dei combustibili generano una
quantità elevata di prodotti inquinanti come i fumi, il particolato
fine, gli ossidi di zolfo e azoto e gli idrocarburi aromatici, che
possono essere dispersi nell'ambiente. I progressi tecnologici
degli ultimi anni hanno fatto sì che molte misure per
l'abbattimento di tali prodotti fossero implementate nelle
centrali (pretrattamento del combustibile, abbattimento delle
polveri, desolforatori, etc.) rendendo queste emissioni meno
dannose. Nei paesi meno sviluppati questo tipo di impianti
sono spesso molto dannosi, poiché a causa del loro alto costo
di costruzione, le strutture di depurazione dei fumi non
vengono costruite e ciò le rende delle pericolose fonti di
inquinamento.