Centrali elettriche

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Centrali elettriche

L’energia elettrica è:

  1. ecologica, perché non emette fumi o ceneri nell’atmosfera
  2. si trasporta facilmente, attraverso cavi metallici a velocità della luce
  3. si distribuisce facilmente a tutte le utenze domestiche o industriali
  4. è facile da usare, perché basta un apparecchio per avere luce, calore o forza motrice

L’energia elettrica è indispensabile in tutti i paesi moderni e viene prodotta nelle centrali elettriche.

Fasi per la produzione dell’energia elettrica

Sono tre:

  • la produzione: nelle centrali elettriche una fonte di energia tiene in rotazione una turbina che fa girare un alternatore dai cui morsetti esce corrente alternata di circa 20.000 Volt, questa corrente entra nei trasformatori dove la sua tensione viene elevata a 380.000 V
  • il trasporto: la corrente viene inviata su elettrodotti ad alta tensione  formato da cavi di alluminio sospesi su tralicci installati a intervalli regolari. Su questi cavi la corrente viaggia alla velocità della luce e può raggiungere in un secondo la Sicilia partendo dalla Alpi
  • la distribuzione: nelle periferie delle città ci sono le centrali di distribuzione dove dei trasformatori abbassano la tensione a 6.000 V, da qui partono cavi interrati che si diramano alle cabine di tutta la città: certe linee arrivano alle cabine industriali dove la tensione viene abbassata a 380 V e altre linee arrivano a cabine lungo le strade, abbassandola a 220 V e distribuendola alle abitazioni, negozi, uffici…

 

Trasformazioni dell’energia elettrica

Da una fonte di energia, si ricava l’energia meccanica o forza motrice che alimenta l’alternatore diventando energia elettrica, questa  è trasformata a seconda degli usi in:
energia termica, energia luminosa ed energia meccanica.

Tipi di centrali

Una centrale elettrica è un impianto di grande dimensioni che produce elettricità. Esistono vari tipi di centrali, classificate a seconda della fonte d’energia che usano. La potenza di una centrale si misura in MW (Megawatt).
Le centrali sono collegate tra loro in parallelo per assicurare energia anche nel caso di fermata di una e più impianti.

Centrali termoelettriche

Queste centrali funzionano con il combustibile fossile (olio combustibile o carbone). Possono essere installate ovunque, ma in preferenza sono situate nelle vicinanze del mare o di un fiume per il rifornimento del combustibile e il raffreddamento del vapore. Una centrale termoelettrica ha in media una potenza di 1.200 MW, ma i nuovi impianti arrivano anche a 2.600 MW.
Come funzionano? Il combustibile viene portato alla caldaia, dove i bruciatori producono un serie di fiamme che riscaldano l’acqua che circola nei tubi bollitori trasformandola in vapore. Il vapore passa nei tubi surriscaldatori dove aumenta di temperatura e pressione. Il vapore surriscaldato entra nella turbina dove la sua pressione spinge le pale del rotore che entrano in rotazione. Il rotore trascina l’albero dell’alternatore che girando produce corrente. La corrente esce dai morsetti ed entra nei trasformatori venendo poi inviata nei cavi dell’alta tensione. Intanto il vapore che esce dalla turbina entra nei tubi del condensatore dove si raffredda e ritorna acqua, a questo punto viene  ripompata nella caldaia, formando in circolo chiuso


 

Centrali idroelettriche
Funzionano con l’energia cinetica, cioè di movimento dell’acqua. Possono essere installate soltanto ai piedi di una montagna o presso un fiume di grande portata. Hanno in media una potenza di 1.000 MW. Ci sono tre tipi di centrale idroelettrica: a serbatoio(funziona solo di giorno), fluviale, a marea.
Come funzionano?

La centrale a serbatoio sfrutta il dislivello tra la montagna e la valle. L’acqua del lago artificiale creato da una diga, entra nella condotta forzata attraverso il canale di derivazione, scendendo acquista pressione fino alla strozzatura del tubo trasformando la pressione in energia di velocità, il getto d’acqua, fa ruotare la turbina che, girando l’albero dell’alternatore crea corrente elettrica. L’acqua viene poi fatta defluire in un fiume vicino. Ci sono anche delle centrali a serbatoio che avendo un serbatoio di accumulo in valle, durante la notte riportano quest’acqua in montagna così da conservare l’energia prodotta nelle ore di minor consumo.
La centrale fluviale sfrutta la portata d’acqua di un fiume che viene sbarrato per mezzo di una diga, ottenendo un dislivello di 10 metri,. L’acqua del fiume entra in una condotta a spirale che termina con tante strozzature, i getti d’ acqua fanno girare la turbina, infine l’acqua attraverso un collettore di scarico defluisce a valle dove riprende il corso del fiume.
La centrale a marea sul fiume Rance. Unica esistente al mondo, questa centrale sfrutta la marea di 12 metri delle coste della Bretagna. L’impianto ha una potenza di 500 MW, ma funziona solo per quattro ore al giorno. Il corso del fiume è sbarrato da una diga nei pressi della foce, quando le saracinesche sono chiuse, l’acqua si accumula nella parte interna. Con la bassa marea il dislivello tra l’oceano e il fiume arriva a 13 metri, a questo punto si aprono le saracinesche e l’acqua defluisce attraverso i collettori sistemati alla base della diga, dove una turbina con l’alternatore incapsulato genera corrente elettrica.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Centrale fluviale

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Centrale a marea sul fiume Rance

 

 

 


Centrali solari, eoliche e geotermiche

Queste centrali funzionano grazie a elementi naturali: la luce del sole, il vento, il vapore della terra. Sono installate dove queste fonti si manifestano in abbondanza e con una certa continuità. La maggiore centrale geotermica italiana ha una potenza di 120 MW, mentre una solare o eolica meno di 10 MW.
Come funzionano? La centrale solare si divide in: “centrali fotovoltaiche” dove vengono utilizzati dei pannelli di silicio, che esposti alla luce generano della debole corrente che viene poi raccolta con dei fili; e “centrale solare a campo specchi”, questa centrale è composta da centinaia di specchi, che in ogni ora della giornata riflettono la luce del sole alla torre della caldaia dove circola dell’acqua che viene poi trasformata in vapore, da qui il funzionamento è uguale a quella termoelettrica. Però questa centrale è poco conveniente poiché i costi sono altissimi ed è difficile mantenere la qualità degli specchi e ci sono difficoltà tecniche per garantire nel tempo la precisione di puntamento degli specchi.
La centrale eolica sfrutta il vento ed è formata da una torre su cui è posta una navicella contente il generatore di corrente e un rotore a pale. Quando il vento soffia, il rotore gira azionando il generatore. L’aerogeneratore funziona con un vento dai 20 ai 40 Km orari e deve essere installato solo in una zona di vento costante. Purtroppo i giri del rotore causano inquinamento acustico e disturbi elettromagnetici.
La centrale geotermica sfrutta il vapore della terra, che viene portato alla centrale per mezzo dei vapordotti.Funziona con lo  stesso sistema della centrale termoelettrica, soltanto che se non ci sono fiumi nelle vicinanze, l’acqua del condensatore viene raffreddata nella torre di raffreddamento. Il vapore diventato acqua viene iniettato nel sottosuolo per rifornire le falde acquifere.

Centrale solare a campo a specchi

 



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Centrali elettronucleari

Queste centrali funzionano con del materiale nucleare, cioè uranio o plutonio. Possono essere costruite ovunque, perché la fonte di energia occupa poco spazio e si trasporta facilmente, ma, si preferisce la riva di un fiume per il raffreddamento del vapore. Una grande centrale nucleare ha la potenza di circa 1.200 MW.
Come funzionano?Nel reattore viene pompata dell’acqua che, filtrata attraverso elementi combustibili assorbe il calore della fissione nucleare che avviene nel nocciolo, trasformandosi in vapore da qui il procedimento è uguale ad ogni altra centrale (tranne quella idroelettrica ed eolica); gli elementi combustibili esauriti sono altamente radioattivi e vengono conservati per tre–cinque mesi in delle piscine per abbassarne la radioattività, infine in appositi contenitori vengono portati in vicini impianti di ritrattamento. 

Centrale nucleare

 

 

 

Le centrali in Italia

 
In Italia le centrali termoelettriche coprono il 70% dell’energia prodotta, le idroelettriche il 30% e una minima parte dalle 23 centrali geotermiche, mentre le 3 centrali nucleari sono state chiuse.

 

 

 

Fonte: http://mirwen.altervista.org/file/medie/Centrali_%20elettriche.doc

Sito web da visitare: http://mirwen.altervista.org/

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