Le centrali a combustibile

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Iolanda Gigli
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1 Le centrali a combustibile Sono soprattutto centrali termoelettriche che si basano su sistemi di conversione che trasformano l energia chimica dei combustibili fossili (es. carbone) in energia elettrica Porto Torres

2 Le centrali termoelettriche Le centrali termoelettriche tradizionali utilizzano combustibili fossili, carbone e petrolio. Il loro funzionamento è molto simile a quello delle centrali idroelettriche; ricavano entrambe energia meccanica attraverso una turbina messa in moto dalla pressione di un fluido

3 Le fasi di funzionamento di una centrale termoelettrica Il combustibile viene bruciato in una caldaia per produrre vapore. Il vapore aumenta di pressione e acquista energia cinetica trasformando l energia termica in meccanica. Viene poi inviato alle turbine a palette dove cede la propria energia per avviarne il moto

4 Una volta attraversata la turbina il vapore passa nel condensatore dove si trasforma allo stato liquido e ritorna alla caldaia. La turbina mette in rotazione il generatore o alternatore elettrico che trasforma l energia meccanica in energia elettrica. L energia elettrica viene inviata ai trasformatori e poi alle linee di trasmissione. Questa centrale è molto efficiente ma anche molto inquinante.

6 Le centrali turbogas In queste centrali l energia chimica dei combustibili si trasforma direttamente in energia meccanica nella turbina senza il ciclo del vapore. Sfrutta la combustione dei gas e l aumento di volume per far girare la turbina

7 Composizione Un compressore a palette che comprime l aria aspirata dall atmosfera nella camera in cui si mescola con il gas Una camera di combustione dove il gas brucia e genera calore che fa aumentare il volume della miscela di aria e gas combustibili Una turbina a palette che si muove per effetto dell espansione di questa miscela L alternatore che, montato sull asse della turbina produce energia elettrica

8 Uno o più trasformatori innalzano la tensione della corrente in modo da diminuire le perdite durante il viaggio all interno degli elettrodotti

9 Le centrali a ciclo combinato Il ciclo a vapore e il ciclo a gas sono entrambi utilizzati nelle centrali a ciclo combinato che sono in grado di sfruttare il potere energico residuo nei gas di scarico di una turbina a gas. Tali gas escono dalla turbina con una temperatura elevata e una volta dentro un generatore di vapore di recupero sono in grado di fare un secondo ciclo energetico.

10 Sono molto convenienti perché usano una minor quantità di combustibile fossile.

11 Le centrali termonucleari L energia nucleare è uno dei sistemi più efficienti e per produrre energia elettrica. Anche se è pericolosa sia per l ambiente che per l uomo. L energia nucleare si trova allo stato potenziale e scaturisce reazioni all interno del nucleo dell atomo. Tali reazioni permettono di ricavare energia termica che può essere trasformata in energia elettrica.

12 Fissione nucleare Avviene quando il nucleo di un atomo si divide in 2 parti Avviene all interno del sole e segue un procedimento per cui due atomi leggeri si uniscono per formarne uno pesante Fusione nucleare

13 La centrale nucleare Il principio di funzionamento Il calore viene trasformato in energia meccanica e poi in energia elettrica attraverso un ciclo basato sul vapore. L energia termica è fornita dalla reazione della fissione nucleare dell uranio che avviene all interno del reattore della centrale.

14 Il calore è assorbito da un liquido refrigerante che cede il suo calore all acqua di un circuito secondario dove questa si trasforma in vapore. L espansione di quest ultimo mette in rotazione una turbina collegata ad un alternatore che produce energia elettrica. L utilizzo dell energia nucleare non provoca l emissione di fumi inquinanti attualmente è utilizzabile a costi bassi.

16 Lo smaltimento delle scorie Le scorie delle centrali nucleari continuano a costituire un problema difficile da risolvere. Infatti presentano due pericoli di inquinamento radioattivo: Le fughe di materiale radioattivo provocate da incidenti tecnici o attentati terroristici; che contaminano vaste aree

17 I rifiuti generati dalla reazione nucleare chiamati scorie. La formazione di rifiuti radioattivi inizia già nelle miniere d uranio, prosegue nei centri di arricchimento e si conclude nelle centrali. Durante tutta la produzione si generano diversi tipi di rifiuti nucleari tutti altamente tossici. Le scorie di plutonio sono le più pericolose e sono destinate a restare attive per migliaia di anni.

18 Questo tipo di scorie viene detto di terza categoria. Ci sono poi le scorie meno pericolose che dimezzano la loro radioattività nel giro di qualche anno e sono quelle prodotte dai laboratori. Sono le scorie di prima e seconda categoria.

19 Le 4 generazioni del nucleare La costruzione delle centrali nucleari ha subito un evoluzione nel corso degli anni, e oggi possiamo distinguerle tra diverse generazioni. Centrali di prima generazione Costruite prima degli anni settanta con lo scopo di produrre energia elettrica e plutonio per fare le armi nucleari

20 Centrali di seconda generazione Costruite a partire dagli anni settanta e ottanta; sono la maggior parte delle centrali oggi in funzione Centrali di terza generazione Derivano da quelle di seconda generazione, con alcuni miglioramenti. Centrali di quarta generazione Non esistono ancora ma sono state progettate per il 2030.

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