1. TEMA 02: PRODUCCIÓ I DISTRIBUCIÓ D’ENERGIA ELÈCTRICA
Tecnologia Industrial
F.Batalla 1
INS Joaquín Bau

2. TEMA 02: PRODUCCIÓ I DISTRIBUCIÓ D’ENERGIA ELÈCTRICA
• Les centrals elèctriques transformen l’energia primària en energia
elèctrica.
• L’any 2005 a Espanya hi havia registrades 418 hidroelèctriques, 75
termoelèctriques i 9 nuclears.
Tecnologia Industrial
F.Batalla 2
INS Joaquín Bau

3. TEMA 02: PRODUCCIÓ I DISTRIBUCIÓ D’ENERGIA ELÈCTRICA
• L’element principal de les centrals elèctriques és l’alternador o generador elèctric que
transforma l’energia mecànica en energia elèctrica.
• L’energia elèctrica no es pot emmagatzemar.
• Tipus de centrals:
– Centrals de base o principals.
– Centrals de punta.
– Central de reserva.
– Central de bombeig.
Consulta ree
Evolució de la demanda
Tecnologia Industrial
F.Batalla 3
INS Joaquín Bau

4. 2.2. Centrals hidroelèctriques
• Tipus de centrals:
– Centrals d’aigua fluent.
– Centrals d’aigua embassada.
• Centrals de derivació (Flix).
• Centrals d’acumulació (La Sénia).
• Components d’una central hidroelèctrica
– La presa. Estructura de formigó perpendicular a la direcció del riu, amb la finalitat de retenir
l’aigua i elevar el nivell.
• Preses de gravetat. Perfil transversal. El pes de la presa suporta la pressió de l’aigua. Es pot
alleugerir amb contraforts.
• Presa de volta o d’arc senzill.
– Els conductes d’aigua. Incorporen reixats metàl·lics, sobreixidors, esmorteïdors,
desguassos…
– La sala de màquines. Tipus de turbines:
• Pelton. Gran altura i cabal regular.
• Francis. Salts mitjans i cabal variable.
• Kaplan. Poca altura i cabal molt variable.
Tecnologia Industrial
F.Batalla 4
INS Joaquín Bau

5. 2.2. Centrals hidroelèctriques II
• Components d’una central hidroelèctrica
– Transformadors i parc de distribució. Sortida dels alternadors a 20 kV. Les centrals estan
interconnectades.
Funcionament d’una central hidroelèctrica
• L’aigua arriba a la turbina a través d’una canonada (protegida amb comporta, reixat i vàlvula de
control de cabal).
• L’energia potencial es transforma en energia cinètica al rodet de la turbina. L’aigua surt de la
turbina pel canal de desguàs.
• Solidari a l’eix de la turbina es mou l’alternador i un generador de corrent continu que crea el
camp magnètic a les bobines del ròtor.
• Els transformadors eleven la tensió per al transport de l’energia elèctrica (menors pèrdues per
efecte Joule).
Tecnologia Industrial
F.Batalla 5
INS Joaquín Bau

6. 2.2. Centrals de bombeig o reversibles. Minicentrals
• Les centrals de bombeig consumeixen els excedents d’energia durant les hores vall i
subministren energia al sistema durant les hores punta. Tipus:
– Centrals de bombeig pur. Requereixen bombeig previ.
– Centrals de bombeig mixt.
• Les minicentrals hidroeléctriques són centrals de potència compresa entre 250 i 5000
kW. Antigament eren les subministradores d’energia elèctrica de petits nuclis rurals i de
fàbriques situades als costats dels rius.
Tecnologia Industrial
F.Batalla 6
INS Joaquín Bau

7. Les centrals hidroelèctriques i el medi ambient
• Avantatges:
– No emeten partícules contaminants a l’atmosfera i no generen residus directes.
– Permeten regular els cabals dels rius evitant les inundacions.
• Inconvenients:
– Pèrdua de terrenys fèrtils i poblacions.
– Alteració dels cabals dels rius.
– Modificació de la vegetació i la fauna de la zona.
– Acumulació de matèria orgànica i emissió de gas metà a l’atmosfera.
Presa de les Tres Gorges (Xina).
32 turbines x 700 MW.
Tecnologia Industrial
F.Batalla 7
INS Joaquín Bau

8. 2.3 Centrals termoelèctriques convencionals
Les centrals termoelèctriques convencionals (o tèrmiques) generen energia elèctrica
a partir de l’energia tèrmica produïda per la combustió de carbó, fuel o gas natural.
Components:
•Caldera de radiació. Cambra on es crema el combustible, envoltada
d’infinitat de tubs pels quals circula l’aigua per vaporitzar. Parts de la
caldera:
•Reescalfadors. Vapor humit passa a vapor sec.
•Economitzadors i preescalfadors (aprofiten calor dels fums).
•Turbines (3 cossos: pressió alta, mitjana i baixa).
•Condensador. Per augmentar el rendiment, l’aigua en sortir de les
turbines es passa a estat líquid per ser bombejada a la caldera.
•Torre de refrigeració.Refreda l’aigua refrigerant del condensador.
Contaminació:
•Xemeneia. Allibera els gasos de la combustió. Poden ser de tiratge Contaminació atmosfèrica.
natural o forçat. Disposen de filtres. •Produccció de CO2,
afavorint l’efecte
•Equip elèctric principal: Alternador + Transformadors + Parc de
hivernacle.
distribució. •Producció d’òxids de
•Sala de tractament de l’aigua d’alimentació. sofre (SOx) i òxids de
nitrogen (NOx). Pluja
Tecnologia Industrial àcida.
F.Batalla 8 Contaminació de
INS Joaquín Bau
l’aigua.

9. Funcionament de les centrals termoelèctriques
Tecnologia Industrial
F.Batalla 9
INS Joaquín Bau

10. Noves tecnologies: Cicles combinats i cogeneració
Noves tecnologies
•Sistemes de dessulfuració dels combustibles.
•Gasificació del carbó (menys contaminant).
•Combustió en llit fluid. Provoca una combustió a menor
temperatura i provoca que els contaminants romanguin amb els
residus de la combustió i no s’emetin a l’atmosfera.
•Centrals de cicle combinat (12,5 GW a Espanya). La
combustió es duu a terme a la cambra de combustió d’una
turbina de gas (semblant als avions de reacció). Els gasos de la
combustió escalfen una caldera convencional. Treballa amb dos
cicels termodinàmics (turbina de gas + turbina de vapor). El
combustible sol ser gas o carbó gasificat.
•Una central de cogeneració (6 GW a Espanya) produeix
energia elèctrica utilitzant un combustible i aprofita la calor
residual per a l’obtenció d’aigua calenta per a calefacció, vapor,
fluids escalfats, etc., segons les necessitats de la zona on hi ha la
central.
Tecnologia Industrial
F.Batalla 10
INS Joaquín Bau

11. 2.4 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.
Components:
•El reactor. Format per:
•El vas del reactor. Recipient d’acer pur que conté una font de
neutrons (que permet iniciar la reacció en cadena) i el
combustible nuclear (material fèrtil i fissionable,com ara l’urani
natural, l’urani enriquit i el plutoni).
•El moderador (reduir velocitat neutrons): aigua, l’aigua pesant
(formada per dos àtoms de deuteri i un d’oxigen) i el grafit.
•Les barres de control estan formades per materials que
absorbeixen neutrons. Les barres de control estan fabricades amb
aleacions de bor, cadmi i hafni. El sistema de control sol ser funció
de la temperatura.
•El refrigerant té la funció de refrigerar el reactor, evitar-ne el
sobreescalfament i transportar la calor generada (circuit primari). Equipament d’una central nuclear:
• Edifici de contenció. Conté reactor i circuit
Els refrigerants utilitzats poden ser líquids, com ara l’aigua, l’aigua
pesant, el sodi i el potasi, o gasosos, com ara el diòxid de carboni, primari.
• Edifici de turbines.
l’heli, l’hidrogen i el nitrogen.
• Edifici de combustible
(recàrrega i utilitzat).
•Edifici de control.
Tecnologia Industrial
F.Batalla 11
INS Joaquín Bau

12. 2.5 Funcionament de les centrals nuclears
Tecnologia Industrial
F.Batalla 12
INS Joaquín Bau

13. 2.5 Distribució de l’energia elèctrica
Tecnologia Industrial
F.Batalla 13
INS Joaquín Bau