Cosa sono le centrali termoelettriche? Come funzionano?
Una centrale termoelettrica è un impianto che trasforma energia termica in energia elettrica.
Per approfondire questo tema, guarda il video Centrali termoelettriche in 5 minuti del canale youtube Tecnologia Duepuntozero e il video del canale Edison Channel oppure leggi l’articolo. Verifica i tuoi apprendimenti con gli esercizi interattivi che trovi più in basso.
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centrali termoelettriche a vapore e turbogas schema tecnologiaduepuntozero
centrali termoelettriche a ciclo combinato schema tecnologiaduepuntozero
Esercizi interattivi
Esistono diverse tipologie di centrali termoelettriche:
- Centrali termoelettriche a vapore
- Centrali termoelettriche a turbogas
- Centrali termoelettriche a ciclo combinato
Le centrali termoelettriche a vapore
Nelle centrali termoelettriche a vapore, l’energia termica viene ricavata attraverso la combustione di carbone, olio combustibile o gas metano. Il calore sviluppato viene utilizzato per trasformare l’acqua di una caldaia in vapore. Il vapore mette in rotazione la girante di una turbina a vapore, che è collegata ad un alternatore. L’alternatore è un generatore di corrente: trasforma l’energia meccanica in energia elettrica sfruttando il principio di induzione elettromagnetica. La tensione della corrente prodotta dall’alternatore viene aumentata dal trasformatore. La corrente in uscita dal trasformatore viene inviata alle linee di trasporto.
Il vapore in uscita dalla turbina passa all’interno di un condensatore e torna allo stato liquido: l’acqua viene successivamente pompata all’interno della caldaia e ricomincia il ciclo.
Le centrali termoelettriche a turbogas
Nelle centrali termoelettriche a turbogas, l’energia termica viene ricavata attraverso la combustione di gasolio o gas metano. Il calore sviluppato viene utilizzato per mettere in movimento la girante di una turbina a gas.
Una turbina a gas è composta da una camera di combustione, e da un compressore e una turbina montati sullo stesso albero. La turbina a gas trasforma l’energia termica del carburante in energia meccanica di rotazione. Infatti, l’aria entra nel compressore, che la comprime e surriscalda. Successivamente entra nella camera di combustione, dove viene immesso anche il carburante, Quest’ultimo, incendiandosi a causa dell’aria compressa e surriscaldata, fa espandere i gas combusti che mettono in moto le pale della turbina e contemporaneamente, tramite un albero di trasmissione, fanno ruotare quelle del compressore, che immette nuova aria all’interno della camera di combustione.
La turbina è collegata ad un alternatore, che è un generatore di corrente: trasforma l’energia meccanica in energia elettrica sfruttando il principio di induzione elettromagnetica. La tensione della corrente prodotta dall’alternatore viene aumentata dal trasformatore. La corrente in uscita dal trasformatore viene inviata alle linee di trasporto.
Le centrali termoelettriche a ciclo combinato
Il funzionamento di una centrale a ciclo combinato può essere fisicamente interpretato come l’accoppiamento di due centrali più semplici: una centrale termoelettrica a turbogas e una centrale termoelettrica tradizionale a vapore.
In una centrale a turbogas, infatti, il fluido operativo (aria) opera a temperature molto elevate, e quindi anche i gas di scarico prodotti dalla combustione, dopo aver ceduto energia alla turbina a gas, hanno un contenuto termico ancora considerevole. Questi gas vengono sfruttati per alimentare un generatore di vapore, e trasformare l’acqua in vapore, che metterà in rotazione la girante di una turbina a vapore.
Le due turbine, a vapore e a gas, sono collegate ad un alternatore. L’alternatore è un generatore di corrente: trasforma l’energia meccanica in energia elettrica sfruttando il principio di induzione elettromagnetica. La tensione della corrente prodotta dall’alternatore viene aumentata dal trasformatore. La corrente in uscita dal trasformatore viene inviata alle linee di trasporto.
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