1. Preparazione del carburante
Il combustibile (ad esempio il carbone) viene prima preparato frantumandolo e polverizzandolo in una polvere fine. Ciò aumenta la sua superficie e facilita la combustione efficiente del carburante.
2. Combustione
Il combustibile polverizzato viene poi miscelato con aria e bruciato in una caldaia. Il processo di combustione genera calore, che viene assorbito dall'acqua che scorre nei tubi della caldaia.
3. Generazione di vapore
Il calore assorbito converte l'acqua in vapore ad alta pressione. Questo vapore viene quindi surriscaldato per aumentarne ulteriormente la temperatura e il contenuto energetico.
4. Funzionamento della turbina
Il vapore surriscaldato viene diretto alla turbina, dove colpisce le pale dei rotori della turbina. La forza esercitata dal vapore fa girare i rotori ad alta velocità.
5. Generazione di elettricità
Mentre i rotori della turbina girano, fanno ruotare le bobine del generatore, che si trova all'interno dell'alloggiamento della turbina. Questo movimento relativo induce una corrente elettrica nelle bobine, generando così elettricità.
6. Raffreddamento e condensazione
Dopo aver attraversato la turbina, il vapore viene ricondensato in acqua mediante un condensatore. L'acqua di raffreddamento proveniente da una fonte vicina (ad esempio un fiume o un lago) viene fatta circolare attraverso il condensatore per facilitare il processo di condensazione.
7. Riscaldamento (facoltativo)
In alcune centrali elettriche, il vapore viene riscaldato prima di essere reindirizzato alla turbina per un secondo ciclo di estrazione di energia. Ciò migliora l’efficienza complessiva del processo di generazione di energia.
8. Riscaldamento dell'acqua di alimentazione
L'acqua condensata (ora chiamata acqua di alimentazione) viene quindi pompata attraverso una serie di riscaldatori, dove assorbe il calore residuo del vapore estratto dai vari stadi della turbina. Ciò preriscalda l'acqua di alimentazione e riduce l'energia necessaria per la sua riconversione in vapore.
9. Ritorna alla caldaia
L'acqua di alimentazione preriscaldata viene pompata nuovamente nella caldaia per ripetere il ciclo.
10. Controllo delle emissioni
Le centrali termoelettriche utilizzano vari sistemi di controllo delle emissioni per ridurre al minimo l'impatto ambientale delle loro attività. Questi sistemi includono scrubber per rimuovere l'anidride solforosa dai gas di combustione, precipitatori elettrostatici per rimuovere il particolato e convertitori catalitici per ridurre le emissioni di ossido di azoto.
Nel complesso, il funzionamento di una centrale termica si basa sul principio di convertire l'energia termica rilasciata dalla combustione di combustibili fossili in energia meccanica (tramite la turbina) e quindi di utilizzare tale energia meccanica per generare elettricità (tramite il generatore).
