Lankide:Maidertsu93/Proba orria
Oro har, energia elektrikoa sortzea, energi motaren bat (kimikoa, zinetikoa, termikoa, argizkoa, nuklearra, eguzkiarena, besteak beste) energia elektriko bihurtzean datza. Industria-sorkuntzarako zentral elektrikoak deritzon instalazioengana joaten da, lehen aipatutako eraldaketetakoren bat gauzatzen dute. Horiek dira hornidura elektrikoaren sistemaren lehen pitoia, sorgailu elektriko bat; funtzionamenduaren printzipioari dagokionez, nahiz eta elkarren artean desberdinak ez izan, funtzionamendu-printzipioari dagokionez, eragiten diren moduaren arabera aldatzen dira.
Korronte alternoa eta alternadoreetan sortzeko modua aurkitu zenetik, energia elektrikoa munduan bizi diren leku guztietara eramateko jarduera teknologiko izugarria egin da, eta, beraz, zentral elektriko handi eta askotarikoen eraikuntzarekin batera, garraio-sare sofistikatuak eta banaketa-sistemak eraiki dira. Hala ere, aprobetxamendua oso desberdina izan da eta izaten jarraitzen du planeta osoan. Horrela, herrialde industrializatuak edo lehen munduko energia elektrikoaren kontsumitzaile handiak dira, eta bitartean garapen bidean dauden herrialdeek ez dituzte ia abantailarik.
Erabilitako energia-iturri primarioaren arabera, zentral sortzaileak honela sailkatzen dira: termoelektrikoak (ikatza, petrolioa, gasa, nuklearrak eta eguzki termoelektrikoak), hidroelektrikoak (ibaietako edo itsasoko korronteak aprobetxatuz: mareomotrizeak), eolikoak eta izpi-fotovoltaikoak. Mundu mailan sortutako energia elektriko gehiena aipatutako lehen bi zentral motetatik dator. Zentral horiek guztiek, fotovoltaikoek izan ezik, elementu sortzailea dute erkidegoan, korronte-alternadore batez osatua, turbina baten bidez mugitua, eta desberdina izango da erabilitako energia primarioaren motaren arabera.
Zentral termikoa edo termoelektrikoa berotik energia elektrikoa sortzeko erabiltzen den lekua da. Bero hori errekuntzatik, uranioaren edo beste erregai nuklear baten fisio nuklearretik,, eguzkitik edo Lurraren barnealdetik lor daiteke. Etorkizunean fusioa erabiliko duten zentralak ere zentral termoelektrikoak izango dira. Erregai ohikoenak erregai fosilak (petrolioa, gas naturala edo ikatza), horien deribatuak (gasolina, gasolioa), bioerregaiak, hiri-hondakin solidoak eta hondakin-uren araztegi batzuetan sortutako metanoa dira.
Zentral termoelektrikoak galdara bat dira. Galdara horretan erregaia erretzen da beroa sortzeko, eta ura dabilen hodi batzuetara transferitzen da. Ura lurrundu egiten da. Lortutako lurruna, presio handian eta tenperaturan, lurrun-turbina batean hedatzen da, eta horren mugimenduak elektrizitatea sortzen duen alternadore bat bultzatzen du. Ondoren, lurruna kondentsadore batean hozten da. Kondentsadore horretan, ibai bateko emari ireki bateko ur hotza dabil hodietatik, edo hozte-dorre batetik.
Zentral termiko klasikoak edo ziklo konbentzionalekoak deitzen zaie ikatzaren, petrolioaren (olioa) edo gas naturalaren errekuntza energia elektrikoa sortzeko erabiltzen dutenei. Zentralik ekonomikoenak bezala hartzen dira, beraz, erabilera oso hedatuta dago ekonomikoki aurreratuta dagoen munduan eta garatzeko bidearen munduan, ingurumen-inpaktu handia izaten ari dutenengatik kritikatzen ari diren arren.
Ziklo konbinatua deitzen zaien zentral termoelektrikoetan bi ziklo termodinamiko erabiltzen dira sistema berean; batean, laneko fluidoa errekuntzan edo errekuntzan sartzen den gas bat da, eta, bestean, laneko fluidoa presioko ur-lurruna da. Errekuntza-ganbera batean gas naturala erretzen da eta airea injektatzen da gasen abiadura bizkortzeko eta gas-turbina mugitzeko. Turbinatik igaro ondoren, gas horiek oraindik tenperatura altuan (500 °C) aurkitzen direnez, lurrun-turbina bat mugitzen duen lurruna sortzeko berrerabiltzen dira. Turbina horietako bakoitza alternadore bat bultzatzen du, zentral termoelektriko arrunt batean bezala. Ondoren, lurruna hoztu egiten da, ur-emari ireki baten bidez edo hozte-dorre baten bidez, zentral termiko arrunt batean bezala. Gainera, mota horretako plantetan kogenerazioa lor daiteke, gas naturalaren edo ikatzaren bidezko sorkuntzaren artean txandakatzen baita. Landare mota horiek energia sortzeko gaitasuna dute, bi intsumoetako baten mugetatik baino harago, eta urrats bat eman dezakete intsumo desberdinengatik erabilitako energia-iturriak erabilerak.
Errekuntza erabiltzen duten zentral termikoek atmosferara karbono dioxidoa (CO2) askatzen dute, beroketa globala eragiten duen gas nagusiena. Erabilitako erregaiaren arabera, beste kutsatzaile batzuk ere isuri ditzakete, hala nola sufre oxidoak, nitrogeno oxidoak, partikula solidoak (hautsa) eta hondakin solidoen kopuru aldakorrak.
Eguzki-zentral termikoa edo zentral termosolarra instalazio industrial bat da. Bertan, fluido bat eguzki-erradiazio bidez berotzen denetik eta ohiko ziklo termodinamiko batean erabiltzen denetik, energia elektrikoa sortzeko alternadore bat mugitzeko behar den potentzia sortzen da, zentral termiko klasiko batean bezala. Horietan eguzki-erradiazioa kontzentratu behar da tenperatura altuak lortu ahal izateko, 300 °C-tik 1000 ºC-ra, eta horrela ziklo termodinamikoan errendimendu onargarria lortu ahal izateko, tenperatura baxuagoekin lortu ezin izango litzatekeena. Eguzki-izpiak biltzeko eta kontzentratzeko, orientazio automatikoa duten ispiluak erabiltzen dira, fluidoa berotzen den erdiko dorre batera begira daudenak, edo geometria parabolikoko mekanismo txikiagoak dituztenak. Gainazal islatzailearen multzoari eta orientazio-gailuari heliostato esaten zaio. Ingurumen-arazo nagusia da lur-eremu handiak behar direla, eta ez direla erabilgarriak beste erabilera batzuetarako (nekazaritzarako, basogintzarako, etab.).
Energia geotermikoa Lurraren barneko beroa aprobetxatuz lor daitekeen energia da. "Geotermiko" terminoa greko geo (lurra) eta thermos (beroa) hitzetik dator. Barruko bero honek ur geruza sakonenetaraino berotzen du: igotzean, ur beroak edo lurrunak agerpenak sortzen dituzte, geiserrak edo iturri termalak bezala, erromatarren garaitik berogailurako erabiliak. Gaur egun, zulaketa eta ponpaketa metodoetan egindako aurrerapenei esker, energia geotermikoa munduko leku askotan ustiatzen da. Eskala handiko zentraletan energia hori aprobetxatzeko, tenperatura oso altuak eta sakontasun txikikoak eman behar dira.
Zentral edo planta nuklear edo atomiko bat energia nuklearretik energia elektrikoa sortzeko erabiltzen den industria-instalazio bat da. Erregai nuklear fisionagarria erabiltzeagatik bereiztetzen da, erreakzio nuklearren bidez beroa ematen duena eta aldi berean erabiltzen da, ziklo termodinamiko konbentzional baten bidez, lan mekanikoa energia elektriko bihurtzen duten alternadoreen mugimendua sortzeko. Zentral horiek erreaktore bat edo gehiago dituzte. Zentral nuklearrek mota askotako hondakin erradioaktiboak sortzen dituzte, segurtasun handieneko azken xedapena behar dute eta istripu-egoeretan kutsa ditzakete (ikus Txernobylgo istripua).
Zentral hidroelektrikoa energia elektrikoa sortzeko erabiltzen da, zentrala baino gorago dagoen presa batean bildutako uraren energia potentziala aprobetxatuz. Ura deskarga-hodi batetik zentraleko makina-gelara eramaten da,eta bertan, turbina hidrauliko erraldoien bidez, alternadoreetan elektrizitatea sortzen da eta ura turbinetik atera ondoren, bere ibilgu naturalara itzultzen da.
Elektrizitatea sortzeko gaitasunaren ikuspuntutik, zentral hidroelektriko baten bi ezaugarri nagusiak haue dira:
● Potentzia, urtegiaren batez besteko mailaren eta zentralaren azpiko uren batez besteko mailaren arteko desnibelaren eta turbinatu daitekeen gehieneko emariaren araberakoa, turbinaren eta sorgailuaren ezaugarriez gain.
● Tarte jakin batean bermatutako energia, normalean urtebete, urtegiaren bolumen erabilgarriaren, urteko plubiometriaren eta instalatutako potentziaren araberakoa.
Zentral hidroelektriko baten potentzia MW gutxi batzuetatik zenbait GWra alda daiteke. 10 MW arte minizentral hartzen dira. Txinan munduko zentral hidroelektrikorik handiena dago (Hiru Zintzurren Presa), 22.500 MW-ko potentzia instalatuarekin. Bigarrena, Itaipuko presa da (Brasil eta Paraguairena da), 14.000 MW-ko potentzia instalatua, 20 turbinatan bakoitza 700MWetaz.
Zentral mareomotrizeek mareen fluxua eta errefluxua erabiltzen dute. Oro har, itsasgoraren zabalera handia den eta kostaldeko baldintza morfologikoek presa bat eraikitzea ahalbidetzen duten kostaldeko eremuetan erabilgarriak izan daitezke, badia batean itsasaldiaren sarrera eta irteera eteteko. Badia betetzean zein hustean sortzen da energia.
Gaur egun, itsas olatuek duten potentzial energetikoa elektrizitate bihurtzeko ustiapen komertziala garapenean aurkitzen da, olatu-zentraletan deiturikoetan.
Energia eolikoa airearen mugimenduaren bidez lortzen da, hau da, aire korronteen edo haize horrek sortzen dituen bibrazioen ondorioz sortzen den energia zinetikoaren bidez. Haize-errotak mende askotatik, alea ehotzeko, ura ponpatzeko edo energia bat behar duten beste zeregin batzuetarako erabili dira. Gaur egun, haize-sorgailuak erabiltzen dira elektrizitatea sortzeko, batez ere ohiko haizeen eraginpean dauden eremuetan, hala nola kostaldean, mendi-altuetan edo uharteetan. Haizearen energia presio atmosferiko handiko eremuetatik presio baxuko alboko eremuetara mugitzen diren aire-masen mugimenduarekin lotuta dago, presio-gradientearen abiadura proportzionalekin.
Energia lortzeko sistema horren ingurumen-inpaktua nahiko txikia izanda, inpaktu estetikoa aipa daiteke, paisaia deformatzen dutelako, hegaztiak erroten biraketekin talka eginda hiltzen direnez edo beste erabilera batzuetatik ihes egiten duten lurralde-eremu handiak behar direlako. Gainera, energia mota hori, eguzki-energia edo energia hidroelektrikoa bezala, baldintza klimatologikoek asko baldintzatzen dute, eta horien eskuragarritasuna ausazkoa da.
Eguzki-energia fotovoltaiko esaten zaio panel fotovoltaikoen bidez energia elektrikoa lortzeari. Panel, modulu edo kolektore fotovoltaikoak diodo motako gailu erdieroaleek osatzen dituzte. Gailu horiek, eguzki-erradiazioa jasotzean, kitzikatu egiten dira eta jauzi elektronikoak eragiten dituzte, muturretan potentzial-desberdintasun txiki bat sortuz. Fotodiodo horietako batzuk seriean akoplatuta, tentsio handiagoak lor daitezke konfigurazio oso sinpleetan eta gailu elektroniko txikiak elikatzeko egokiak direnean. Eskala handiagoan, panel fotovoltaikoek ematen duten korronte elektriko jarraitua korronte alternoan eralda daiteke eta sare elektrikoan injektatu.
Energia-mota horren arazo nagusiak beste erabilera batzuetatik ihes egiten duten lurralde-eremu handien beharra eta baldintza klimatologikoekiko mendekotasuna dira. Azken arazo hau, beharrezkoak egiten ditu energia biltegiratzeko sistemak, une jakin batean sortutako potentzia kontsumoa eskatzen denean erabili ahal izateko. Energia biltegiratzeko sistemak daude, hala nola biltegiratze zinetikoa, ur ponpatzea presa altuetara eta biltegiratze kimikoa, besteak beste.
Talde elektrogeno bat barne-errekuntzako motor baten bidez energia elektrikoaren sorgailu bat mugitzen duen makina bat da. Normalean erabiltzen da nonbaiteko energia-sorkuntzan defizita dagoenean, edo elektrizitate-horniduran mozten denean eta jarduera jarraitzea ezinbestekoa da. Haien erabilerarik ohikoenetako bat sare elektrikoa hornidurarik ez dauden tokietan, azpiegitura edo etxebizitza isolatu gutxi dituzten nekazaritza-eremuaren bidez da. Beste kasu bat jendearentzako lokal publikoetan, ospitaleetan, fabriketan eta., gertatzen da, sareko energia elektrikorik ezean, larrialdietan hornitzeko beste energia-iturri txandakatu bat behar dutenean. Multzo elektrogeno batek honako zati hauek ditu:
● Barne-errekuntzako motorra. Talde elektrogenoari eragiten dion motorra lan hori egiteko berariaz diseinatuta egon ohi da. Bere potentzia sorgailuaren ezaugarrien araberakoa da. Gasolina edo diesel motorrak izan daitezke.
● Hozte-sistema. Motorra hozteko sistema problematikoa da, motor estatiko bat izateagatik, eta uraren, olioaren edo airearen bidez hoztu daiteke.
● Alternadorea. Irteerako energia elektrikoa alternadore pantailatu baten bidez sortzen da, zipriztinenatik, autoeszitazioetatik aurka babestuta, autoerregulatuta eta eskuilarik gabe, motorrari doitasunez akoplatuta. Alternadorearen tamaina eta prestazioak oso aldakorrak dira sortu behar duten energia kopuruaren arabera.
● Erregai-depositua eta bankada. Motorra eta alternadorea altzairuzko bankada batean akoplatuta eta muntatuta daude. Bankadak erregai-andel bat dauka, karga osoko gutxieneko funtzionamendu-ahalmenarekin, taldeak bere autonomian dituen zehaztapen teknikoen arabera.
● Kontrol-sistema. Taldearen funtzionamendua, irteera eta funtzionamenduan egon daitezkeen akatsen aurkako babesa kontrolatzeko dauden panel eta kontrol-sistema motetako bat instalatu daiteke.
● Irteerako etengailu automatikoa. Alternadorea babesteko, irteerako etengailu automatiko bat dute instalatuta, multzo elektrogenoaren modelorako eta irteera-erregimenerako egokia. Badira beste gailu batzuk haren funtzionamendu egokia automatikoki kontrolatzen eta mantentzen laguntzen diotenak.
● Motorraren erregulazioa. Motorraren erreguladorea gailu mekaniko bat da, karga-eskakizunei dagokienez motorraren abiadura konstantea mantentzeko diseinatua. Motorraren abiadura alternadorearen irteera-maiztasunarekin zuzenean lotuta dago, beraz, motorraren abiaduraren edozein aldaketak irteera-potentziaren maiztasunari eragingo dio [1].
Pila elektrikoa esaten zaio, arrunteki bezela, prozesu kimiko iragankor baten bidez energia elektrikoa sortzen duen gailu bati, ostean, bere jarduera eten egiten da eta bere osagaiak berritu behar dira haren ezaugarriak prozesuaren bitartean aldatu egiten baitira. Lehen mailako sorgailu bat da . Energia hori pilak dituen bi terminalen bidez eskura daiteke: poloak, elektrodoak edo borneak deritzonak. Horietako bat polo negatiboa edo katodoa da, eta bestea polo positiboa edo anodoa da. Gaztelaniaz ohikoa da horrela deitzea, eta pila kargagarriei edo metagailuei, berriz, bateria.
Lehen pila elektrikoa Alessandro Voltak eman zuen ezagutzera 1800ean, Londresko Royal Societyko presidenteari bidalitako gutun baten bidez, beraz, elektrizitatearen lehen garaietatik datozen elementuak dira. Pilaren itxura sinplea izan arren, bere funtzionamenduaren azalpena ez da batere sinplea, eta XIX. eta XX. mendeetan jarduera zientifiko handia eragin zuen, baita hainbat teoria ere, eta produktu horrek merkatuan duen eskari gero eta handiagoak ikerketa handia egiten jarraitzen du.
Bi substantzien arteko kontaktu-potentzialean oinarritzen da pila baten funtzionamendua. elektrolito baten bidez. [1] Elementu bakar batek eman dezakeena baino korronte handiagoa behar denean, eta bere tentsioa egokia denean, paraleloan deitzen den konexioan beste elementu batzuk gehitu daitezke. Pila baten guztizko edukiera amperios-orduan neurtzen da (A•h); elementuak ordubetean eman dezakeen gehieneko anpere-kopurua da. Ezagutzen ez den balioa da, ez baita oso argia, eskatutako intentsitatearen eta tenperaturaren araberakoa baita.
Pilen kalitatean aurrerapen garrantzitsu bat lehorra izeneko pila izan da, gaur egun erabiltzen diren ia guztiak hartzen dituena. Pila elektrikoak, bateriak eta metagailuak forma normalizatu batzuetan aurkezten dira, formaren, tentsioaren eta edukieraren araberakoa.
Metalaz eta produktu kimikoaetaz konposatuta daudenez pilak ingurumenerako kaltegarriak izan daitezke, kutsadura kimikoa eragiten. Oso garrantzitsua da zakarrontzira ez botatzea (herrialde batzuetan ez dago baimenduta), birziklatze-zentroetara eramatea baizik. Herrialde batzuetan, hornitzaile eta denda espezializatu gehienetan ere gastatutako pilen ardura hartzen dute. Pilak estaltzen dituen bilgarri metalikoa kaltetzen denean, substantzia kimikoak ingurumenera askatzen dira eta kutsadura eragiten dute. Neurri handiagoan edo txikiagoan, substantziak lurrak xurgatzen ditu, eta mantu akuiferoetara iragazi daitezke, eta horietatik zuzenean izaki bizidunetara pasa daitezkete, elikadura-katean sartuz. Pilak hondakin arriskutsuak dira, eta, beraz, biltzen hasten diren unetik, langile gaituek maneiatu behar dituzte, neurri egokiak har ditzaten, hondakin horiek maneiatzeko prozedura tekniko eta legal guztiak erabiliz[1].
Pila horiek tresna elektriko eramangarrietan erabiltzen ohi dira. Gailu ugari asmatu dira eta haien funtzionamendurako pila elektriko batek edo batzuek edo bateria kargagarriek erraztutako energiaz elikatzen dira. Erabilera masiboko gailuen artean, nabarmentzekoak dira jostailuak, linternak, erlojuak, telefono mugikorrak, taupada-markagailuak, audifonoak, kalkulagailuak, ordenagailu pertsonal eramangarriak, musika-erreproduzitzaileak, irrati transistoreak, urrutiko agintea, etab
Erregai-gelaxka, -zelula edo -pila bateria baten antzeko elektrizitatea sortzen duen gailu elektrokimiko bat da, eta bateria horren aldean, kontsumitutako erreaktiboak etengabe birhornitzeko diseinatuta dago. Horri esker, kanpoko erregai- eta oxigeno-iturri batetik abiatuta elektrizitatea sor daiteke, bateria baten energia biltegiratzeko ahalmen mugatuaren kontrara. Gainera, bateria baten elektrodoen konposizio kimikoa aldatu egiten da karga-egoeraren arabera, erregai-gelaxka batean, berriz, elektrodoek katalizatzaileen eraginez funtzionatzen dute, eta, beraz, askoz egonkorragoak dira.
Hidrogeno gelaxketan erabilitako erreaktiboak hidrogenoa anodoan eta oxigenoa katodoan dira. Hidrogeno-hornidura etengabea lor daiteke uraren elektrolisitik abiatuta, eta horrek elektrizitatea sortzeko lehen mailako iturria eskatzen du, edo hidrokarburoen hidrogenoa askatzen duten erreakzio katalitikoetatik abiatuta. Hidrogenoa biltegiratu egin daiteke, eta horrek aukera emango luke energia iturri etenak erabiltzeko, hala nola eguzki energia eta eolikoa. Hidrogeno gaseosoa (H2) oso sukoia eta lehergarria da, eta beraz, hainbat materialen matrize porotsuetan biltegiratzeko metodoak garatzen ari dira [1]
Erradioisotopoen sorgailu termoelektriko bat sorgailu elektriko sinple bat da, eta elementu jakin batzuen desintegrazio erradioaktiboaren bidez lortzen du bere energia askatua. Gailu honetan, material erradioaktibo baten desintegrazioak askatzen duen beroa elektrizitate bihurtzen da zuzenean termopare batzuen erabilerari esker, beraz, beroa elektrizitate bihurtzen duten Seebeck efektuari esker Erradioisotopoen Bero-Unitatea deiturikoan (edo RHU ingelesez)
RTGak bateria mota bat bezela har daitezke, eta sateliteetan, tripulaziorik gabeko espazio-zundetan eta bestelako elektrizitate- edo bero-iturririk ez duten urrutiko instalazioetan erabili dira.
RTGak gailurik egokienak dira gizakirik ez dauden egoeretan, eta ehunka watt-eko potentziak behar dira denbora-tarte luzeetan. Egoera horietan, ohiko sorgailuak, hala nola erregai-pilak edo bateriak, ez dira ekonomikoki bideragarriak, eta ezin dira zelula fotovoltaikoak erabili.