1. Unitat 2. Producció i distribució
d’energia elèctrica

2. Centrals elèctriques productores d’energia
• L’element principal de qualsevol central generadora
d’energia és el generador elèctric o alternador, que
transforma l’energia mecànica en energia elèctrica.
• Per transferir l’energia elèctrica des de les centrals
generadores fins als centres de consum s’utilitza la
xarxa elèctrica, que consta de línies elèctriques de
transport, estacions transformadores i línies de
distribució.
• L’inconvenient principal de l’energia elèctrica
produïda a les centrals és que no es pot
emmagatzemar, per tant, si no es consumeix es
perd. Per això, cal regular-ne la producció i ajustar-la
al consum.

3. Tipus de centrals
• Centrals de base o principals: Destinades a subministrar
energia elèctrica de manera contínua. Tenen una potència
elevada i normalment són les centrals nuclears, les
termoelèctriques i les hidroelèctriques.
• Centrals de punta: Serveixen per cobrir demandes
d’energia a les hores punta. Treballen en paral·lel amb les
centrals principals.
• Central de reserva: Substitueixen total o parcialment la
producció d’una central de base, en cas d’avaria o
reparació.
• Centrals de bombeig: Centrals hidroelèctriques que
aprofiten l’energia sobrant a les hores vall per bombejar
aigua a un embassament superior, i a les hores punta
l’aprofiten per proporcionar energia a la xarxa.

4. Centrals hidroelèctriques
• Es basen en l’aprofitament de l’energia de
l’aigua que transporten els rius per convertir-
la en energia elèctrica, i s’utilitzen turbines
acoblades als alternadors.
Embassament Canonades Turbina Alternador Utilització
E. Cinètica
E. potencial E. cinètica E. elèctrica
rotació

5. Tipus de centrals
• Centrals d’aigua fluent: Aprofiten l’energia cinètica de
l’aigua directament. Són instal·lacions de poc
rendiment ja que no es pot regular el cabal.
• Centrals d’aigua embassada: Aprofiten l’energia
potencial de l’aigua retinguda per una presa.

6. Components d’una central hidroelèctrica
• La presa: Construcció normalment de formigó que
s’aixeca sobre la llera del riu i és perpendicular a la
seva direcció amb la finalitat de retenir l’aigua per
tal d’elevar-ne el nivell i formar un embassament o
llac artificial.
• Els conductes d’aigua: Per alimentar les turbines, les
preses tenen unes comportes que permeten regular
el cabal i estan protegides per uns reixats metàl·lics
que impedeixen que elements com branques o
troncs puguin deteriorar-les. Per permetre
l’evacuació d’aigua també hi ha uns sobreeixidors i
uns desguassos a la part més fonda de la presa per
buidar el pantà.

7. • La sala de màquines: Hi ha les màquines motrius de
la central, els grups turboalternadors.
• Transformadors i parc de distribució: La tensió
obtinguda en l’alternador és igual o inferior a 20 kV.
Per elevar la tensió s’utilitzen els transformadors, així
s’eviten pèrdues d’energia. En el parc de distribució
la central es connecta a la xarxa de transport.

8. Les centrals hidroelèctriques i el medi ambient
No emeten partícules
contaminants ni generen residus.
Avantatges Pot evitar inundacions i assegura
un cabal mínim en cas de sequera.
Pèrdua de terrenys fèrtils.
Alteració del cabal dels rius.
Inconvenients
Modificació de la vegetació i la
fauna de la zona.

9. Centrals termoelèctriques convencionals
• Generen energia elèctrica a partir de l’energia
tèrmica produïda per la combustió de
carbó, fuel o gas natural.
Combustible Caldera Vapor Turbina Alternador Utilització
E. Cinètica
E. química E. tèrmica E. cinètica E. elèctrica
rotació

10. Components d’una central termoelèctrica
• Caldera: Disposen de cremadors adequats al tipus
de combustible que utilitzen i una cambra de
combustió envoltada d’infinitat de tubs pels quals
circula l’aigua per vaporitzar.
• Turbines: Són les màquines motrius que
transformen l’energia cinètica del vapor d’aigua
en energia cinètica rotatòria en el rodet.
• Condensador: El vapor procedent de les turbines
es condensa abans de tornar a entrar a la caldera
per tal de repetir el cicle.
• Torre de refrigeració: Serveix per refredar l’aigua
refrigerant del condensador.

11. • Xemeneia: Hi circulen els gasos alliberats en la combustió i
s’evacuen a l’atmosfera.
• Equip elèctric principal: Alternador, transformadors i parc de
distribució.
• Sala de tractament de l’aigua d’alimentació: Mitjançant l’addició
de substàncies químiques, contraresten l’acció de les sals que
conté l’aigua i eviten la formació de fangs i incrustacions.

12. Les centrals termoelèctriques i el medi ambient
Efecte hivernacle
Contaminació Pluja àcida
atmosfèrica
Boires fotoquímiques
Contaminació de Les aigües cal depurar-les abans del seu
l’aigua vessament a la xarxa de desguàs.
Contaminació Evitar el soroll aïllant els elements més
acústica sorollosos.

13. Noves tecnologies
• El carbó és el combustible de què es tenen més
reserves però és el més contaminant. S’estan
desenvolupant noves tecnologies per tal de
minimitzar-ne els efectes contaminants i millorar-
ne el rendiment energètic.
• Sistemes de dessulfuració dels combustibles.
• Gasificació del carbó.
• Combustió en llit fluid.
• Centrals de cicle combinat. S’aprofiten els gasos
emesos per escalfar una caldera que produeix
vapor que acciona una turbina convencional amb
el seu generador.

14. Centrals de cogeneració
• Produeixen energia elèctrica a partir d’un combustible i
aprofiten la calor residual per a l’obtenció d’aigua
calenta per a calefacció, vapor, fluids escalfats,etc.
• La cogeneració permet millorar l’eficiència dels
processos i obtenir rendiments energètics molt
elevats, fins al 80 % en comparació amb el 35 % de les
centrals termoelèctriques convencionals o el 52 % de
les de cicle combinat.
• Tenen molta aplicació en indústries, centres
hospitalaris, hotels, etc on les necessitats d’energia
tèrmica són tan importants com les d’energia elèctrica.
• Són molt poc contaminants perquè el seu rendiment
energètic és molt alt.

15. Centrals nuclears
• Una central nuclear és una central termoelèctrica en
què la font d’energia tèrmica s’obté de la fissió dels
àtoms d’urani i de plutoni.
• Actuen com a centrals de base en el sistema
elèctric, ja que el seu disseny requereix un
funcionament amb parades mínimes amb una
càrrega el més constant possible.
Combustible Caldera Vapor Turbina Alternador Utilització
E. Cinètica
E. nuclear E. tèrmica E. cinètica E. elèctrica
rotació

16. Reactor nuclear
• És el component més important de la central ja que
permet produir i controlar reaccions en cadena per a
l’obtenció de vapor d’aigua que accioni la turbina.
Parts del reactor:
• Vas del reactor: Recipient d’acer que conté una font de
neutrons que permet iniciar la reacció en cadena.
• Moderador: Té la funció de reduir la velocitat dels
neutrons emesos en les reaccions de fissió, per assegurar
el seu impacte amb altres àtoms fissionables i mantenir la
reacció.
• Barres de control: Permeten regular el nombre de fissions
que es produeixen per unitat de temps. Quan les barres
s’introdueixen del tot, la reacció en cadena s’atura.
• Refrigerant: Serveix per refrigerar el reactor i evitar-ne el
sobreescalfament.

18. Equipament d’una central nuclear
• Edifici de contenció: Conté el reactor i el conjunt
d’elements del circuit primari. És cilíndric, acabat en
cúpula i està fet amb uns murs gruixuts de formigó
especial folrats d’acer al seu interior.
• Edifici de turbines.
• Edifici del combustible. S’utilitza per emmagatzemar
el combustible de recàrrega del reactor i del
combustible ja utilitzat en espera de ser enviat a
reprocessar.
• Edifici de control. Des d’aquí es controla el
funcionament i els sistemes de seguretat de la
central.
• Edifici auxiliar.

19. Les centrals nuclears i el medi ambient
El funcionament d’una central requereix:
• Personal altament qualificat i especialitzat.
• Revisió anual exhaustiva dels elements mecànics del
reactor aprofitant la parada per a la recàrrega del
combustible.
• Control constant de l’estat dels equips i
manteniment preventiu programat.
• Control radioactiu de totes les emissions.
• Detecció i identificació de qualsevol anomalia.
• Si se superen els límits d’emissió
permesos, activació dels sistemes d’alarma.
• Vigilància radiològica ambiental de la zona.

20. Distribució de l’energia elèctrica
• El recorregut del corrent des de les centrals fins als
usuaris es realitza a través de la xarxa de transport i
la de distribució.
• L’energia obtinguda en els alternadors és entre 6 i 20
kV. El transport es realitza a tensions molt altes, de
110 a 400 kV, per disminuir les pèrdues d’energia i
augmentar la capacitat de transport de les línies.
• Podem calcular les pèrdues de potència:
• I la intensitat de la línia:

21. Línies elèctriques
• Són el conjunt de conductors, aïlladors i accessoris
destinats al transport i a la distribució d’energia elèctrica.
• Es classifiquen en:
• Aèries. Els conductors no tenen aïllament i es troben a
una certa alça del terra.
Avantatges Inconvenients
Més econòmiques d’instal·lar. Menys fiables.
Necessiten més manteniment.
• Subterrànies. Els conductors estan enterrats directament
a dintre de canalitzacions. Són de coure i alumini i estan
aïllats. Tenen un elevat cost d’instal·lació però són més
fiables i necessiten menys manteniment.

22. Estacions elèctriques
Són instal·lacions destinades a la transformació i/o
distribució d’energia elèctrica i a la connexió entre dues o
més línies.
• Estacions transformadores primàries (ETI). Eleven la tensió
de l’energia obtinguda a la central per transferir-la a les
línies de transport.
• Estacions d’interconnexió (EI). Asseguren la unió entre
diferents línies de transport igualant el valor de la tensió
d’ambdues línies.
• Estacions receptores o estacions transformadores
secundàries (ETII). Redueixen la tensió a valors entre 6 i 66
kV.
• Estacions transformadores terciàries (ETIII). Redueixen la
tensió a 220 i 380 V per distribuir l’energia als centres de
consum.