Concetti Chiave
- L'elettricità è prodotta in centrali elettriche, classificate in base alla fonte di energia utilizzata, come termoelettriche, idroelettriche, geotermiche, eoliche e solari.
- Le centrali termoelettriche funzionano bruciando combustibili fossili per generare vapore che aziona una turbina, producendo energia elettrica.
- Le centrali idroelettriche sfruttano l'energia cinetica dell'acqua, con varianti come quelle a serbatoio e di generazione e pompaggio.
- Le centrali geotermiche utilizzano il vapore caldo naturale della Terra per far girare le turbine e generare elettricità.
- Le centrali solari possono essere fotovoltaiche, convertendo direttamente l'energia solare in elettricità, o a campo specchi, utilizzando la luce per generare vapore.
L’elettricità è una forma d’energia straordinaria, indispensabile in tutti i paesi moderni. Essa viene prodotta in impianti, detti centrali elettriche.
Tipi di centrali elettriche
Una centrale elettrica è un impianto di grandi dimensioni che produce energia elettrica. Esistono vari tipi di centrali elettriche, che sono classificate in base alla fonte d’energia che utilizzano. Tutti i tipi di centrali sono uguali: sono formate dalla sala macchine, composta di turbine e alternatori, e dal trasformatore. L’unica cosa che cambia è la fonte d’energia.
I tipi di centrali sono:
* termoelettriche,
* idroelettriche,
* geotermiche,
* eoliche,
* solari.
Funzionamento delle centrali termoelettriche
Centrale Teroelettrica: usa come fonte d’energia il combustibile fossile ed è formata da quattro elementi principali: deposito del combustibile, caldaia con ciminiera, edificio di sala macchine e piazzale dei trasformatori.
L’olio combustibile viene portato dalla cisterna fino alla caldaia. Qui i bruciatori producono delle fiamme che scaldano i tubi dove scorre l’acqua, facendola diventare vapore. Il vapore passa poi nei tubi surriscaldatori, dove aumenta la sua temperatura. Il vapore surriscaldato entra nella sala macchine, dove fa girare la turbina che è collegata con l’alternatore. In questo modo gira anche l’alternatore che produce la corrente elettrica.
Centrali idroelettriche e loro varianti
Centrale Idroelettrica: è un impianto che sfrutta l’energia cinetica dell’acqua. Ci sono tre tipi di centrali idroelettriche:
1. la centrale a serbatoio,
2. quella di generazione e pompaggio e
3. quella fluviale.
La centrale a serbatoio è situata nelle zone di montagna dove si può creare un serbatoio d’acqua ad alta quota. La potenza della centrale dipende dalla capacità della cisterna e dal dislivello tra il serbatoio e la centrale.
Il serbatoio viene ricaricato sempre d’acqua, in modo da formare un lago artificiale, che è collegato alla centrale grazie a dei tubi in pendenza. L’acqua del lago artificiale scorre nei tubi dove acquista energia di pressione che poi diventa energia di velocità. L’acqua arriva fino alla turbina, facendola girare. Essa trascina l’albero dell’alternatore, che si mette a girare generando, così, corrente elettrica. La centrale di generazione e pompaggio è identica a quella a serbatoio, ma ha in più un serbatoio d’acqua a valle. Durante la giornata la centrale svolge due funzioni: durante il giorno produce corrente elettrica (generazione), mentre durante la notte aspira l’acqua del serbatoio a valle e la riporta sulla montagna (pompaggio).
La centrale fluviale sfrutta la portata d’acqua di un fiume che viene sbarrato con una diga. Dentro la diga o su una riva viene costruita la centrale.
L’acqua del fiume entra in una condotta a spirale che termina con tante strozzature. I getti d’acqua spingono con forza le pale della turbina che fa girare l’alternatore, producendo la corrente elettrica.
Centrali geotermiche ed eoliche
Centrale Geotermica: sfrutta l’energia cinetica di un fluido naturale. Essa viene costruita su un’area geotermica. Il getto di vapore caldo che esce dalla Terra viene portato in centrale per mezzo di tubi detti vapordotti. Questo getto di vapore fa girare le turbine e quindi l’alternatore che produce la corrente.
Centrale Eolica: usa come fonte d’energia il vento. Questa centrale è formata da un’alta torre, dalla navicella, un guscio affusolato che contiene il generatore di corrente e poi c’è il rotore che è formato da varie pale. Quando soffia il vento il rotore gira e aziona il generatore. L’energia poi viene trasferita a terra con dei cavi e portata fino al luogo d’utilizzo.
Centrali solari e loro funzionamento
Centrale Solare: che sfrutta l’energia del Sole. Ci sono due tipi di centrali solari: quella fotovoltaica e quella a campo specchi. Quella fotovoltaica è formata da molti pannelli formati a loro volta da celle fotovoltaiche. Queste celle sono in grado di trasformare direttamente l’energia solare in energia elettrica.
La centrale a campo specchi è formata da grandi pannelli rivestiti di specchi piani, da una torre con caldaia e dalla sala macchine. La centrale entra in funzione, quando il Sole è abbastanza alto sull’orizzonte. Ogni pannello viene puntato contro il Sole, in modo che rifletta la luce esattamente sulla caldaia. La luce concentrata di tutti gli specchi porta la caldaia ad una temperatura elevata e fa evaporare l’acqua in essa circolante. Il vapore arriva alla turbina accoppiata all’alternatore che genera corrente elettrica.
Domande da interrogazione
- Quali sono i principali tipi di centrali elettriche e come vengono classificate?
- Come funziona una centrale termoelettrica?
- Quali sono le varianti delle centrali idroelettriche e come operano?
- In che modo una centrale geotermica produce energia?
- Qual è la differenza tra una centrale solare fotovoltaica e una a campo specchi?
Le centrali elettriche sono classificate in base alla fonte d'energia utilizzata e includono centrali termoelettriche, idroelettriche, geotermiche, eoliche e solari.
Una centrale termoelettrica utilizza combustibili fossili per generare energia. Il combustibile viene bruciato in una caldaia, producendo vapore che fa girare una turbina collegata a un alternatore, generando così corrente elettrica.
Le centrali idroelettriche includono centrali a serbatoio, di generazione e pompaggio, e fluviali. Queste sfruttano l'energia cinetica dell'acqua per far girare turbine e generare elettricità.
Una centrale geotermica sfrutta il vapore caldo proveniente dalla Terra, che viene convogliato in centrale per far girare le turbine e generare corrente elettrica.
La centrale solare fotovoltaica trasforma direttamente l'energia solare in elettricità tramite celle fotovoltaiche, mentre quella a campo specchi utilizza specchi per concentrare la luce solare su una caldaia, producendo vapore che aziona una turbina.
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