Profesor coordonator : Elev:Anghel Florin-Catalin

ing: Petre Monica Clasa:a XII-a B

Centralele energetice ale secolului XXI

Scurt istoric

Prin descoperirea energiei electrice in secolul al XIX-lea,omenirea a asistat la un urias salt tehnologic,energia electrica fiind cea mai mare descoperire din istoria omenirii. Fara energia electrica si fara aplicatiile acesteia,civilizatia secolului XXI ar fi aratat altfel,iar viata noastra nu s-ar fi bucurat de facilitatiile pe care energia electrica ni le ofera.

Energia electrica este elementul de baza in dezvoltarea umanitatii in secolul XXI.Aceasta este folosita in toate domeniile de activitate: in iluminat(cladiri,institutii,strazi,alei),in medicina(aparate medicale),in uz casnic(instalatii de climatizare,lifturi,electrocasnice-frigidere,masini de spalat,cuptoare),in domeniul tehnic(chimie industriala,constructii,industria alimentara,transport,agricultura).

Electricitatea se obtine utilizand carbune,petrol,gaz,combustibili nucleari sau capatand energia soarelui,vantului sau a apelor curgatoare.Aceasta se produce in centrale speciale(hidrocentrale,termocentrale,atomocentrale,etc.) si se distribuie prin linii electrice-subterane(cabluri ingropate) sau aeriene(sustinuta de stalpi).

In aceasta prezentare va voi vorbi pe scurt,despre acele centrale speciale unde se produce electricitatea,si despre importanta fiecareia dintre ele.

1.Centralele electrice1.1.Centralele termoelectrice In prezent, cea mai mare parte a energiei electrice produse în lume se obtine în

centrale termoelectrice.

Centrala termoelectrica transforma energia latenta a combustibililor în energie termica; aceasta se cedeaza fluidului de lucru (apa-abur) si este transformata de motorul termic (turbina) în energie mecanica, care la rândul ei, prin intermediul generatorului, se transforma în energie electrica.

Principiul de transformare a energiei termice în energie mecanica, intr-o centrala termoelectrica este urmatorul: în cazan are loc cresterea presiunii, prin încalzire, iar în turbina destinderea fluidului de lucru.

Fig. 1 Centrala termoelectrica

1.2 Centralele hidroelectrice Centralele hidroelectrice fo1osesc ca sursa primara energia hidraulica, potentiala si

cinetica a caderilor de apa naturale sau artificiale, pentru producerea de energie electrica. Curentul de apa actioneaza o turbina hidraulica care, la rândul ei, antreneaza generatorul electric.

  Un exemplu, de acest gen, o constituie CHE Portile de Fier I construita în colaborare cu  Iugoslavia, fiecare tara având o putere instalata de 6 x 178 MW = 1068 MW.

Centralele hidroelectrice se pot realiza astfel:

• - ridicarea nivelului amonte prin baraj. Caderea totala se compune din diferenta de nivel Hmax la care se adauga ridicarea nivelului de apa prin baraj Hb;

• - coborârea nivelului aval prin amplasarea centralei subteran. Apa este readusa la suprafata printr-un tunel de fuga cu panta redusa.

• - combinarea celor doua solutii prin construirea unei aductiuni si a unui castel de echilibru din care apa trece prin conducta fortata catre sala masinilor subterane. O asemenea schema mixta se întâlneste la CHE Arges care are o putere instalata de P=220 MW si o diferenta de nivel de H =324 m.

• Dupa modul de actionare si caderea de apa , turbinele se pot alege astfel:•         Kaplan pentru caderi axiale folosite între 5-50 m;•         Francis pentru actionari radiale folosite între 35-400 m;•         Pelton pentru caderi tangentiale folosite între 350-1800 m.

a.

b.

c.

Fig.2 Turbine hidraulicea.Kaplan, b. Francis, c. Pelton

Centralele hidroelectrice lucreaza de regula în paralel cu centralele termoelectrice

realizându-se astfel o folosire rationala a combustibilului, echipamentelor si energiei resurselor hidraulice.

1.2 Centralele nucleare

Centrala nuclearoelectrică este un ansamblu de instalaţii şi construcţii

reunite în scopul producerii energiei electrice pe baza folosirii energiei nucleare.

Obţinerea energiei nucleare se bazează pe reacţia de fisiune (descompunere)

nucleară în lană.

Instalaţia care asigură condiţiile de obţinere şi mentinere a reacţiei

în lanţ este reactorul nuclear.

În principiu, reactorul se compune dintr-o parte centrală numită zona activă,

în care are loc reacţia de fisiune şi se dezvoltă căldura de reacţie.

Centrala de la Cernavodă se bazează pe sistemul canadian CANDU şi are o putere instalată de 706 MW în prezent.

Structura unui reactor CANDU constă într-un recipient cilindric orizontal, cu tuburi pentru barele de combustibil şi pentru lichidul de răcire (apa grea) plasate orizontal.

Numele tipului de reactor, CANDU (Canada Deuterium Uranium), rezumă trei din caracteristicile principale ale reactorului: proiectul este canadian, foloseşte apa grea ca moderator, iar combustibilul utilizat este uraniul natural.

Fig.3Centrala nucleara

1.3 Energia si centralele eoliene Energia eoliană este energia vantului, o formă de energie regenerabila. La început energia vântului era transformată în energie mecanica. Ea a fost folosită de la începuturile umanității ca mijloc de

propulsie pe apă pentru diverse ambarcațiuni iar ceva mai târziu ca energie pentru morile de vânt.

Morile de vânt au fost folosite începând cu sec. al VII-lea î.Hr de perși pentru măcinarea grăunțelor.

Morile de vânt americane pentru ferme erau ideale pentru pomparea de apă de la mare adâncime. Turbinele eoliene moderne transformă energia vântului în energie electrica producând între 50-60 KW .

Puterea vântului este folosită și în activități recreative precum windsurfing-ul. La sfârșitul anului 2010, capacitatea mondială a generatoarelor eoliene era de 194 400 MW.

Energia eoliană este o energie curată și regenerabilă dar este intermitentă, având variații în timpul zilei și al anotimpului, și chiar de la un an la altul. Turbinele eoliene operează cam 60% din an în regiunile cu vânt. Prin comparație, uzinele de cărbune operează la circa 75-85% din întreaga capacitate. 

• Majoritatea turbinelor produc energie peste 25 % din timp, acest procent crescând iarna, când vânturile sunt mai puternice.

• Oamenii care locuiesc în locuri îndepărtate și care folosesc electricitatea de la turbinele eoliene utilizează adesea baterii sau generatoare de rezervă pentru asigurarea energiei în timpul perioadelor fără suficient vânt.

• Turbinele eoliene au reputația de a fi longevive. Multe turbine produc energie de la începutul anilor 80`. Multe mori de vânt de fermă americane sunt folosite de generații întregi.

Energia eoliana in Romania

În sectorul eolian din România au investit CEZ (Cehia), ENEL (Italia), Energias de Portugal (Portugalia) și Iberdrola Renovables (Spania).

CEZ a instalat 115 turbine la Fântânele, 90 dintre ele fiind deja legate la rețeaua natională de energie electrică.  Eolienele au cca 100 m înălțime. Turbinele pentru parcul eolian construit de CEZ sunt livrate de către gigantul industrial american General Electric.

  În România, la începutul anului 2012, există peste 1000 de turbine eoliene care produc 3% din totalul de energie. Investițiile în eoliene au creat până acum 1000 de locuri de muncă.