Tecnologia
Introduzione centrali di
energia elettrica
CHE COSA E’ L’ENERGIA ELETTRICA?
L’energia elettrica è una forma di energia dovuta al movimento ordinato di cariche elettriche.
Altri materiali, detti ISOLANTI, sono sostanze in cui in cui gli elettroni nei loro atomi hanno poca libertà, perciò non si trasferiscono con facilità da un atomo
all'altro e quindi la carica elettrica non scorre facilmente (legno,gomma. plastica e porcellana).
Alcuni materiali, detti CONDUTTORI, hanno un elevato numero di elettroni che possono muoversi liberamente all’interno del conduttore e che trasmettono bene l’energia elettrica (metalli, acqua, organismi viventi, grafite)
Alcuni di questi materiali sono impiegati per isolare i fili
conduttori o le macchine elettriche.
Non si ottiene a partire da una fonte di energia ma si deriva dalla
trasformazione di altre fonti di energia
La trasformazione da una forma di energia ad un’altra avviene tramite le macchine convertitrici
Elementi cruciali delle centrali elettriche
Che cosa è una centrale elettrica?
La centrale elettrica è un
impianto che utilizza una fonte di energia per produrre
energia elettrica.
Ogni centrale comprende tre elementi principali:
- FONTE DI ENERGIA, la sostanza che possiede
l’energia;
- TURBINA, una macchina che ricevendo energia si mette a girare;
- ALTERNATORE, una macchina che quando gira genera corrente.
Cosa succede in una centrale elettrica?
Il gruppo
turbina-alternatore è l’elemento cruciale delle centrali
elettriche
Che cosa è una TURBINA?
Una ruota munita di pale, messa in rotazione da un fluido di lavoro (acqua, vento, vapore in
pressione…).
Una turbina è una macchina motrice idonea a raccogliere l’energia cinetica di un fluido e trasformarla in energia meccanica di rotazione. L’energia del fluido viene quindi resa disponibile grazie alla rotazione dell’albero della turbina, utilizzabile per compiere un LAVORO (macinare il grano, frantumare rocce, sfibrare stracci, sollevare l’acqua,agire come motore, produrre energia
TURBINE IDRAULICHE Turbina Pelton
Attraverso un
distributore a spina un getto d’acqua investe le pale a cucchiai
È utilizzata per grandi salti (di solito tra i 300 e i 1400 m) e piccole portate (inferiori a 50 m³/s ( bacini idroelettrici alpini)
Turbina Francis
Attraverso un distributore a spirale, con pale orientabili, l’acqua investe le pale fisse.
Viene impiegata in corsi d'acqua con
dislivelli medi da 10 m fino a 300-400 m e piccole portate da 2-3 m³/s fino a 40-50 m³/s.
Turbina Kaplan
Attraverso un distributore a spirale, con pale orientabili, l’acqua investe le pale
TURBINE A VAPORE E GAS
Nelle turbine a vapore o gas, l’elemento essenziale è il rotore:
un grosso asse d’acciaio su cui sono inserite ruote costituite da file di palette
Il vapore attraversa le file di palette da un estremità all’altra della turbina e trasforma la sua energia cinetica in energia meccanica (rotazione della
turbina). Poi fuoriesce dalla turbina verso un condensatore che lo raffredda e lo trasforma in acqua.
Che cosa è un ALTERNATORE/o generatore elettrico?
L'alternatore è una macchina elettrica rotante basata sulla legge fisica dell‘induzione
elettromagnetica (o di
Faraday), che converte l’energia meccanica fornita dal motore primo in energia elettrica sotto forma di corrente alternata
1 - L’energia cinetica di un FLUIDO di lavoro
2 - Mette in rotazione Una TURBINA
(energia meccanica)
3 - collegata all'asse dell‘ ALTERNATORE
lo trascina in rotazione
4 - Nell'alternatore, grazie al fenomeno dell'induzione elettromagnetica, l'energia
5 - L'energia elettrica prodotta dall'alternatore viene trasmessa al
TRASFORMATORE , una macchina
Cosa succede in una centrale elettrica?
Analogia con la «dinamo» della bicicletta 1 – L’energia muscolare
del ciclista, si trasforma in energia meccanica di rotazione della RUOTA
3 – A contatto con la ruota che gira, l’asse della
DINAMO
viene trascinata in rotazione
4 - Nell'alternatore, grazie al fenomeno dell'induzione elettromagnetica, l'energia meccanica trasmessa dalla
5 - L'energia elettrica prodotta
dall'alternatore alimenta la LAMPADINA
Energia termica (calore)
Energia cinetica (vapore)
Energia meccanica
(turbina)
