Le centrali a combustibile fossile convertono l'energia chimica immagazzinata nei combustibili fossili (carbone, petrolio o gas naturale) in elettricità. Ecco una rottura dei trasferimenti di energia coinvolti:
1. Energia chimica all'energia termica:
* COMBUSTION: I combustibili fossili vengono bruciati in una caldaia, rilasciando energia termica attraverso una reazione chimica con ossigeno. Questo processo converte l'energia chimica immagazzinata nei legami del combustibile in energia termica.
2. Energia termica all'energia meccanica:
* Generazione del vapore: Il calore dalla combustione bolle l'acqua al vapore, aumentando la temperatura e la pressione. Questo processo trasferisce l'energia termica al vapore.
* Rotazione della turbina: Il vapore ad alta pressione si espande attraverso una turbina, spingendo le sue lame e facendo ruotare. Questo processo converte l'energia termica nel vapore in energia meccanica della turbina rotante.
3. Energia meccanica all'energia elettrica:
* Generatore: L'albero della turbina rotante è collegato a un generatore, che converte l'energia meccanica della turbina in energia elettrica. Questo processo prevede l'induzione elettromagnetica, in cui i conduttori in movimento nel generatore creano una corrente elettrica.
4. Trasmissione di energia elettrica:
* Linee di trasmissione: L'elettricità generata viene quindi trasmessa attraverso linee di trasmissione ad alta tensione alle sottostazioni di distribuzione e, in definitiva, ai consumatori.
perdite di energia durante il processo:
* Inefficienza della combustione: Non tutta l'energia chimica nel carburante viene convertita in calore durante la combustione. Un po 'di energia viene persa come combustibile incombustato o come calore che fuggono dalla caldaia.
* Condensazione a vapore: Un po 'di energia a vapore viene persa durante il processo di condensazione man mano che il calore viene rilasciato all'ambiente.
* Attrito meccanico: L'attrito all'interno della turbina e del generatore riduce l'efficienza della conversione di energia meccanica.
* Perdite di trasmissione: Un po 'di energia elettrica viene persa durante la trasmissione a causa della resistenza nei fili.
Efficienza complessiva:
L'efficienza complessiva di una centrale a combustibile fossile, definita come il rapporto tra la produzione di energia elettrica e l'ingresso di energia chimica, varia in genere tra il 30% e il 40%. Ciò significa che durante il processo di conversione viene persa una parte significativa dell'energia del carburante.
Impatto ambientale:
Le centrali a combustibile fossile sono una delle principali fonti di emissioni di gas serra, tra cui l'anidride carbonica, che contribuiscono ai cambiamenti climatici. Producono anche altri inquinanti, come anidride solforosa e ossidi di azoto, che possono portare a pioggia acida e problemi respiratori.
Alternative rinnovabili:
Le energie rinnovabili come solare, vento e potenza idroelettrica sono alternative più pulite e più sostenibili alle centrali a combustibile fossile. Queste tecnologie stanno diventando sempre più competitive con i combustibili fossili e stanno svolgendo un ruolo chiave nella transizione verso un futuro energetico a basse emissioni di carbonio.
