Gunea Elektrikoak: Zer dira? (& gune elektrikoen motak)

Zer da indar-generatzioa?

Indar-generatzioa (edo indar-generatzio estazioa edo indar-generatzio estazio handia), elektrizitate-indarraren sortzaile eta banaketa industriko leku bat da, eskale handian erabiltzen dena. Askotan, indar-generatzio estazio askok generadore bat edo gehiago dituzte, mekaniko-indarrari elektrizitate-indarra hiru fasekoa bihurtzen dioen maquina biratsuna (horietako bati alternadorea deritzo). Magnetiko eremu baten eta elektrikoki konduzitzaile baten arteko mugimendu erlatibak elektrizitate-fluxua sortzen du.

Horiek osoan behin, herri txiki batzuetan edo hiri edo karga-zentroetatik zenbait kilometro urrun egon behar dira, landu handi bat eta ur beharrezkoa izateagatik, eta desagertze etxeetako zaborra eta abarreko murrizketen aginduan.

Hori dela eta, indar-generatzio estazioak ez du bakarrik indar efiziente sortzeko arazoak, baizik eta horren transmitaketarako ere. Horregatik, indar-generatzio estazioek transformadore aldaketarako zabalzuak dute. Aldaketarako zabalzuek indar-transmitaketaren tensiora handitzen dute, horrek garrantzitsu da luzera luzeetan transmitatzeko.

Generadorearen arbola biratzeko erabilitako energia-bestearen iturria oso desberdinak izan daitezke, eta oso gehienetan erabiliko diren gorputzen arabera dago. Gorputz-hautak ordezkatzen duen indar-generatzio estazioaren izena da, eta horrela indar-generatzio estazioen mota desberdinak sailkatzen dira.

Indar-generatzio estazioen motak

Indar-generatzio estazioen mota desberdinek gorputz-hauta erabiltzen dutenaren arabera sailkatzen dira. Karga handiaren sortzeko, termika, nuklearrak eta hidraulikoak dira efektiboenak. Indar-generatzio estazio bat hiru mota hauekin sailkatu daiteke. Ikus dezagun horietako batzuei buruz xehetasun handiz.

Termiko indar-generatzio estazioa

Termiko indar-generatzio estazioa edo karbonero termiko indar-generatzio estazioa, oraindik gaur egungo metodo arruntena da, efizientzia handiarekin elektrizitate-indarra sortzeko. Karbona erabiltzen du hasierako gorputz bezala, ur super-hegiturara aldatzeko. Super-hegita horrek turbinaren arbola biratzen du.

Turbinak orduan mekanikoki konektatuta dago alternadoreko rotorare, horren biraka elektrizitate-indarraren sortzailea da. Indiarretan, bituminoso karbona edo karbona marra erabiltzen dira boilerrentzat, bere kontzentrazio volatil 8tik 33%ra doana eta harribidea 5tik 16%ra. Termiko efizientzia hobetu ahal izateko, karbona bere mokaformean erabiltzen da boilerrean.

Karbonero termiko indar-generatzio estazioan, steam-a oso presio handitan lortzen da boilerrean karbona moztuz. Steam-a hori ondoren super heater-en gainean superez hegituko da. Hegetura hori ondoren turbine-ra sartzen da, turbine-ren ekipamenduak steam-ren presionaren bitartez biratzen direla.

Turbina mekanikoki konektatuta dago alternadorearekin, horren rotorak turbina ekipamenduen biraren bitartez biratuko du. Turbine-ra sartzean, steam-en presioa boterehandi jaitsi egiten da, hau da, steam-en bolumena handitu egiten da.

Energia eman ondoren, steam-a turbine-ren ekipamendutik kanpo pasatzen da turbine-ren steam-kondensatzailea. Kondensatzailean, ambiento-tenperatura duen ur koltsuaren laguntzaz, presio baxuko wet steam-a kondensatzen da.

Ondoren, kondensatutako ura orekatu beharreko tenperatura txikiko heater-era bidaltzen da, non presio baxuko steam-ak hainbat tenperatura handitzen ditu. Honek termiko indar-generatzio estazioaren funtzionamendu osoa adierazten du.

Termiko indar-generatzio estazioen abantailak

• Erabilitako gorputza, hau da, karbona oso gutxi balio duena.

• Hasierako kostua gutxiago da beste generatzaile estazioetako ordea.

• Espazio gutxiago behar du hidro-elektriko indar-generatzio estazioetako ordea.

Termiko indar-generatzio estazioen arazoak

• Anbientea polutsitzen du bela eta fumeguei esker.

• Estazioaren kostua gehiago da hidro-elektriko indar-generatzio estazioetako ordea.

Nuklear indar-generatzio estazioa

Nuklear indar-generatzio estazioak termiko indar-generatzio estazioen oso antolatuta dago. Ezarpen bakarra da, karbonaren ordez, uranioko eta torioaren kalitate radioaktiboak erabiltzen dira gorputz nagusitzat. Nuklear estazioetan, furnace eta boilerak nuklear reaktor eta heat exchanger tubes-rekin ordeztuak dira.

Nuklear indar-generatzio-prozesuan, gorputz radioaktiboak fisión-reakzioan hartzen dituzte nuklear reaktoretan. Fisión-reakzioa kontrolatuta jarraitzen du, eta energia neurri handia sortzen du, hots moduan manifestatzen da.

Hots hori ondoren heat exchanger tubes-en ura igotzen da. Horrela, oso tenperatura altuko super-hegita sortzen da. Hegitze-prozesua amaituta, geratzen den prozesua oso antolatuta dago termiko indar-generatzio estazioan, hots horrek turbine-ren ekipamenduak biratzen ditu elektrizitate-indarra sortzeko.

Hidro-elektriko indar-generatzio estazioa

Hidro-elektriko indar-generatzio estazioetan, uraren energia erabili da turbine-ren ekipamenduak biratzeko, orduan alternadoreak elektrizitate-indarra sortzen du. Lurreko goizean jardun urak ozeanotik urrundu egiten duena, energia potentziala du. Energia hori bihurtzen da shaft-lanera, non urak sakon bertikal bat igotzen du. Beraz, hidrauliko indarra, naturalki eskuragarri dagoen berriztagarria da, hurrengo ekuazioan adierazten dena:
P = gρ QH
Non, g = grabitazio-azelerazioa = 9.81 m/sec 2
ρ = ur-dentsitatea = 1000 kg/m3
H = uraren sakon kopurua.
Energia hori erabili da alternadorearen shaft-a biratzeko, elektrizitate-indarrara bihurtzeko.
Garrantzitsu da jakitea, hidro-elektriko indar-generatzio estazioak kapasitate txikiagoa dute termiko edo nuklear indar-generatzio estazioetako ordea.

Hori dela eta, hidro-elektriko indar-generatzio estazioak erabili dira planifikatzea termiko indar-generatzio estazioetan, pikeko orduetan karga emateko. Modu honetan, hidro-elektriko indar-generatzio estazioak laguntzen dituzte termiko edo nuklear indar-generatzio estazioak pikeko orduetan indar efiziente eman dezaten.

Hidro-elektriko indar-generatzio estazioen abantailak

• Gorputzik behar ez du, ura erabiltzen da elektrizitate-indarra sortzeko.

• Garbi eta arruntea da energia sortzailea.

• Eraldaketa sinplea, mantentze gutxirik behar da.

• Laguntzen du uretan eta itsasontzi-kontrolan ere.

Hidro-elektriko indar-generatzio estazioen arazoak

• Kosta kapital altua du presa eraikitzeko.

• Uraren eskuragarritasuna eguraldi-baldintzetan datza.

• Transmisio-kosta altua du, estazioa mendiguneetan kokatuta dagoelako.

Indar-generatzioen motak

Aipaturiko bezala, gorputz-hauta erabiltzen denaren arabera, indar-generatzio estazioak eta indar-generatzioen motak sailkatzen dira. Beraz, eskale handian indar-generatzioa egiteko 3 sailkapen nagusiak dira:

1. Termiko indar-generatzioa

2. Nuklear indar-gener