Què és la generació d'electricitat?
Què és la generació d'electricitat?
Definició de generació d'energia
El sistema d'energia té tres parts principals: generació, transmissió i distribució. Aquest article es centra en la generació d'energia, on una forma d'energia es converteix en energia elèctrica. L'energia elèctrica es produeix a partir de diversos recursos naturals.
Els recursos energètics es classifiquen en renovables i no renovables. Actualment, la major part de l'energia elèctrica es genera a partir de fonts no renovables com el carbó, el petroli i el gas natural.
No obstant això, les fonts no renovables són limitades. Hem de fer-ne un ús prudent i buscar alternatives o fonts renovables.
Les fonts renovables inclouen l'energia solar, eòlica, hidràulica, maremotriz i biomassa. Aquests són recursos amigables amb l'entorn, gratuïts i il·limitats. Aprendem més sobre aquestes fonts renovables.
Fonts Renovables
Les fonts renovables com l'energia solar, eòlica, hidràulica, maremotriz i biomassa són amigables amb l'entorn i il·limitades.
Generació d'Energia Solar
L'energia solar és una gran alternativa per a la generació d'energia. Hi ha dues maneres principals de generar electricitat a partir de la llum solar.
Podem crear electricitat directament utilitzant cèl·lules fotovoltaiques (PV). La cèl·lula fotovoltaica està feta de silici. Moltes cèl·lules es connecten en sèrie o paral·lel per formar un panell solar.
Podem produir calor (tèrmica solar) amb l'ajuda de miralls en la llum solar, i fem servir aquesta calor per convertir l'aigua en vapor. Aquest vapor d'alta temperatura fa girar les turbinas.
Avantatges del Sistema d'Energia Solar
El cost de transmissió és zero per a un sistema solar autònom.
El sistema de generació d'electricitat solar és amigable amb l'entorn.
El cost de manteniment és baix.
És una font ideal per a ubicacions remotes que no poden connectar-se a la xarxa.
Desavantatges del Sistema d'Energia Solar
Els gastos inicials són alts.
Requereix una àrea gran per a la producció massiva.
El sistema de generació d'electricitat solar depèn del temps.
L'emmagatzematge d'energia solar (bateria) és car.
Sistema d'Energia Eòlica
Les aerogeneradores s'utilitzen per convertir l'energia eòlica en energia elèctrica. El vent flueix degut als canvis de temperatura en l'atmosfera. Les aerogeneradores transformen l'energia eòlica en energia cinètica. L'energia cinètica rotativa fa girar el generador d'inducció, i aquest generador converteix l'energia cinètica en energia elèctrica.
Avantatges del Sistema d'Energia Eòlica
L'energia eòlica és una font il·limitada, gratuïta i neta d'energia.
El cost d'operació és gairebé zero.
Un sistema de generació d'electricitat eòlica pot generar energia en una ubicació remota.
Desavantatges del Sistema d'Energia Eòlica
No pot produir la mateixa quantitat d'electricitat tot el temps.
Necessita una àrea oberta gran.
Fa soroll.
El procés de construcció d'una aerogeneradora és car.
Produceix una menor quantitat d'electricitat.
Suposa una amenaça per als ocells voladors.
Sistema d'Energia Hidràulica
La energia obtinguda de rius o oceans s'anomena energia hidràulica. Les centrals hidroelèctriques funcionen basant-se en els efectes gravitaris. Aquí emmagatzemem aigua en un pantà o embassament. Quan permetem que l'aigua caigui, el moviment d'aquesta aigua quan flueix cap avall cap al penstock provoca energia cinètica que fa girar les turbinas.
Avantatges del Sistema d'Energia Hidràulica
Es pot utilitzar immediatament.
Després d'aquest procés, l'aigua es pot utilitzar per a regar i altres propòsits.
Els pantans estan dissenyats per un període llarg i, per tant, poden contribuir a la generació d'energia elèctrica durant molts anys.
Els costos de funcionament i manteniment són baixos.
No es requereix el transport de combustible.
Desavantatges del Sistema d'Energia Hidràulica
El cost inicial d'una central hidroelèctrica és alt.
Les centrals hidroelèctriques es troben en zones muntanyoses, i són molt llunyanes de la càrrega. Per tant, necessiten una línia de transmissió llarga.
La construcció de pantans pot inundar pobles i ciutats.
També depèn del temps.
Energia de Carbó i Nuclear
Sistema d'Energia de Carbó
Una central tèrmica produeix electricitat cremant carbó a la caldera. El calor s'utilitza per convertir l'aigua en vapor. Aquest vapor d'alta pressió i alta temperatura que flueix a la turbina fa girar un generador per produir energia elèctrica.
Després de passar pel generador, el vapor es refreda en un condensador i es reutilitza a la caldera per generar vapor de nou. La central tèrmica funciona segons el cicle de Rankine.
Avantatges del Sistema d'Energia de Carbó
El carbó és barat.
Té un cost inicial menor comparat amb les centrals de energies renovables.
Requereix menys espai que una central hidroelèctrica.
Podem construir una central tèrmica en qualsevol lloc, ja que el carbó es pot transportar a la central independentment de la seva ubicació.
La construcció i la puesta en marcha de les centrals tèrmiques prenen menys temps que una central hidroelèctrica.
Desavantatges del Sistema d'Energia de Carbó
El carbó és una font d'energia no renovable.
El cost d'operació és alt i variable segons el preu del combustible.
Contamina l'atmosfera degut al fum i fuligins.
Requereix una gran quantitat d'aigua.
Sistema d'Energia Nuclear
El funcionament de la energia nuclear és gairebé el mateix que el d'una central tèrmica. En una central tèrmica, es fa servir carbó a la caldera per produir calor.
En una central nuclear, es fa servir urani al reactor nuclear per generar calor. En ambdues centrals, l'energia calorífica es converteix en energia elèctrica.
1 kg d'urani pot produir la mateixa quantitat d'energia que la produïda per la cremació de 4.500 tones de carbó o 2.000 tones de petroli.
Avantatges del Sistema d'Energia Nuclear
Requereix menys espai que una central tèrmica i una central hidroelèctrica.
Pot produir una quantitat excepcionalment alta d'energia elèctrica des d'una sola central.
No emet CO2.
Una central nuclear necessita una petita quantitat de combustible.
Desavantatges del Sistema d'Energia Nuclear
Té un cost inicial de construcció alt.
Té uns costos d'operació i manteniment alts.
Té residus radioactius.
Té un alt risc de radiactivitat i explosió.
