Zentral elektriko

Zentral elektrikoa edo indarretxea energia elektrikoa sortzen duen instalazio industrial bat da.

Zentral elektriko gehienek sorgailu elektriko bat edo gehiago dituzte. Sorgailu elektrikoak energia mekanikoa energia elektriko bihurtzen duten makina birakariak dira, non, eremu magnetiko eta eroale elektriko baten arteko mugimendu erlatiboari esker korronte elektrikoa sortzen den.

Sorgailu elektrikoak birarazteko erabiltzen den energia iturria hainbat motatakoa izan daiteke. Munduko zentral elektriko gehienek erregai fosilak —ikatza, petrolioa eta gas naturala, adibidez— erretzen dituzte elektrizitatea lortzeko. Hala ere, badira energia nuklearraren erabileran oinarritzen diren beste batzuk, gero eta ohikoagoak direnak edo energia berriztagarriak erabiltzen dituztenak, hala nola, eguzki-energia, energia eolikoa, olatu-energia, biomasa eta energia hidraulikoa.

Zentral termikoetan potentzia mekanikoa motor termiko batek sortzen du, zeinak erregai baten errekuntzatik lortutako energia termikoa biraketa-energia bihurtzen duen. Zentral termiko gehienek lurruna ekoizten dute, horregatik, lurrun-zentral deritze. Termodinamikaren bigarren legearen arabera, energia termiko guztia ezin da potentzia mekaniko bihurtu, beraz, beti egongo da ingurura askatutako beroa. Galera hori bero erabilgarri bezala baliatzen bada, prozesu industrialetarako edo hiri-berokuntzarako, energia instalazioari kogenerazio instalazio deritzo.

Energia termikoko ziklo baten eraginkortasuna mugatuta dago lan egiten duen gehienezko fluido-tenperaturarekin; ez da erabilitako erregaiaren araberakoa. Lurrun-baldintza berdinetan ikatz-zentralek, zentral nuklearrek eta gas-zentralek eraginkortasun teoriko berdina daukate. Orohar, etengabe piztuta dagoen sistema bat eraginkorragoa izango da aldizkako erabilera duen bat baino. Lurrun-turbinak eraginkorragoak izaten dira daukaten ahalmen osoan lanean ari direnean.

Prozesu industrialerako edo hiri-berokuntzarako baztertutako beroaz gain, zentral elektriko baten eraginkortasun orokorra hobetzeko modu bat da ziklo konbinatuko zentral batean bi ziklo termodinamiko konbinatzea . Gas-turbina bateko ihes-gasak erabiltzen dira galdara eta lurrun-turbinetarako lurruna sortzeko. Goi-ziklo baten eta behe-ziklo baten konbinazioak eraginkortasun orokor handiagoa sortzen du bi zikloetako batekin bakarrik lor daitekeena baino.

• Erregai fosilak erabiltzen dituzten zentral elektrikoek ere lurrun-turbinaren sorgailu bat erabil dezakete, eta gas naturaleko zentralen kasuan, berriz, errekuntza-turbina bat. Ikatzezko zentral elektriko batek beroa sortzen du lurrun-galdara batean ikatza erretzean. Lurrunak lurrun-turbina bati eragiten dio sorgailu bat bultzatuz eta elektrizitatea sortuz. Errekuntzan sortzen diren hondakinak errautsak, sufre dioxidoa, nitrogeno oxidoak eta karbono dioxidoa dira. Gas horietako batzuk hondakin-korronteetatik kendu daitezke kutsadura murrizteko.
• Energia nuklearreko zentralek erreaktore nuklear baten nukleoan fisio-prozesuaren bidez sortutako beroa erabiltzen dute lurruna sortzeko, horrek, lurrun-turbina eta sorgailu bat bultzatzen ditu. Ameriketako Estatu Batuetako elektrizitate-sorkuntzaren % 20 inguru zentral nuklearrek sortzen dute.
• Energia geotermikoko instalazioek lurpeko arroka beroetatik ateratako lurruna erabiltzen dute. Arroka horiek material erradioaktiboa lurrazalean deskonposatzen denean berotzen dira.
• Biomasaz elikatzen diren zentral elektrikoak hainbat hondakinekin elika daitezke, hala nola azukre-kanaberaren hondakinekin, zabortegietako metanoarekin edo bestelako biomasekin.
• Batzuetan, prozesu industrialetako hondar beroa behar adina kontzentratzen da lurrun-galdara batean edo turbina batean energia sortzeko.
• Eguzki-energia termikoko instalazioek eguzki-argia erabiltzen dute ura irakiteko eta sorgailua birarazten duen lurruna sortzeko.

• Lurrun-turbinen instalazioek lurruna hedatzean sortutako presio dinamikoa erabiltzen dute turbina baten besoak (edo alabeak) biratzeko. Hidroelektrikoak ez diren ia instalazio handi guztiek erabiltzen dute sistema hori. Munduan ekoizten den energia elektrikoaren % 90 inguru turbinen bidez sortzen da.
• Gas-turbinen instalazioek isurtzen dituzten gasen (airea eta errekuntza-produktuak) presio dinamikoa erabiltzen dute turbinei zuzenean eragiteko. Gas naturalez (eta petrolioz) elikatutako errekuntza-turbinen instalazioak azkar hasten dira funtzionatzen, eta, beraz, "puntako" energia hornitzeko erabiltzen dira, eskaera handiko aldietan; baina oinarrizko instalazioek baino kostu handiagoa izaten dute.
• Ziklo konbinatuko instalazioek gas naturalez elikatutako gas-turbina bat, lurrun-galdara bat eta lurrun-turbina bat dituzte, eta gas-turbinaren ihes-gas beroa erabiltzen dute elektrizitatea sortzeko. Horrek instalazioaren eraginkortasun orokorra handitzen du, horregatik, oinarrizko kargako zentral berri asko gas naturalez elikatutako ziklo konbinatuko zentralak dira.
• Barne-errekuntzako motor alternatiboak komunitate marjinatuei energia emateko erabiltzen dira, eta sarritan kogenerazio-instalazio txikietarako erabiltzen dira. Ospitaleek, bulego-eraikinek, industria-instalazioek eta bestelako instalazio kritikoek ere, itzalaldia izanez gero, babes-energia emateko erabiltzen dituzte. Horiek gasolioz, petrolio astunez, gas naturalez eta zabortegiko gasez elikatzen dira.
• Mikroturbinak, Stirling motorrak eta barne-errekuntzako ordezko motorrak kostu txikiko konponbideak dira aukerako erregaiak erabiltzeko, hala nola zabortegiko gasa, ura tratatzeko instalazioetako gas digestorea eta petrolio-produkzioko hondar-gasa.

Zentral hidroelektriko batean ura turbinen bidez jariatzen da, eta turbina horiek energia hidroelektriko hori erabiltzen dute elektrizitatea sortzeko. Energia sorgailuetara konektatutako turbinetara erortzen den uraren grabitate-indarretik lortzen da, eta potentzia erabilgarriaren kantitatea altueraren eta fluxuaren konbinazioa da. Presa ezberdinak eraiki daitezke uraren maila igotzeko eta ura biltzeko laku bat sortzeko.

Energia hidroelektrikoa 150 herrialdetan ekoizten da, eta Asia eta Ozeano Bareko eskualdeek munduko energia hirdoelektrikoaren % 32 sortu zuten 2010ean.

Eguzki-energia elektrizitate bihur daiteke zuzenean eguzki-zeluletan edota eguzki-energia kontzentratuko planta batean, argia motor termiko batera bideratuz.

Eguzki-energia fotovoltaikoko instalazio batek eguzki-argia korronte zuzeneko elektrizitate bihurtzen du efektu fotoelektrikoaren bidez. Inbertsoreek korronte zuzena korronte alternora aldatzen dute sare elektrikora konektatu ahal izateko. Instalazio mota horrek ez du makina birakaririk erabiltzen energia bihurtzeko.

Eguzki-energia termikoko instalazioek kanal parabolikoak edo heliostatoak erabiltzen dituzte eguzki-argia bero-transferentziarako fluido bat, hala nola olioa, daraman hodi batera bideratzeko. Gero, olio beroa ura irakiteko erabiltzen da, eta sortzen den lurrun horrek sorgailu elektriko bati konektatuta dagoen turbina birarazten du. Eguzki-energia termikoko instalazioak (tamainaren arabera) ehunka edo milaka ispilu erabiltzen ditu eguzki-argia dorre baten goialdean kokatuta dagoen hartzaile baterantz bideratzeko. Berriz ere, bero hori ur lurruna sortzeko erabiltzen da, sorgailu elektrikoak mugiarazten dituzten turbinak birarazteko.

Turbina eolikoak edo aerosorgailuak elektrizitatea sortzeko erabil daitezke haize gogorrak eta iraunkorrak dituzten eremuetan, batzuetan itsaso zabalean.

Iraganean, diseinu ezberdin asko erabili dira; baina gaur egun ekoizten diren turbina moderno ia guztiek haizearen aurkako hiru palako diseinua erabiltzen dute. Orain eraikitzen ari diren sarera konektatutako aerosorgailuak 1970eko hamarkadan instalatutako unitateak baino askoz handiagoak dira. Horrela, aurreko ereduek baino energia merkeagoa eta fidagarriagoa ekoizten dute. Turbina handiagoen palak (megawatt baten ingurukoak) unitate zahar eta txikiagoenak baino astiroago mugitzen dira, horrela, hegaztientzat seguruagoak izaten dira.

Itsas energia edo ozeano energia olatuek, mareek, gazitasunak eta ozeanoaren tenperatura-diferentziek biltzen duten energiari dagokio. Ozeanoetako uraren mugimenduak munduko energia zinetikoaren erreserba zabala osatzen du. Energia hori etxeetan, garraioan eta industrian erabiltzeko elektrizitatea sortzeko aprobetxa daiteke.

Itsas energia terminoak bere baitan hartzen du mugitzen ari diren ur-masa handien energia zinetikotik lortutako olatu-energia. Turbina eolikoak ur gainean jarri arren, energia-eolikoa haizetik eratorritako energia den heinean, itsas energia eolikoa ez da itsas energia mota bat.

Biomasarekin energia sor daiteke hondakin berdearen errekuntzaren bidez ura berotuta, eta lortutako lurrunarekin lurrun-turbina bati eraginda. Bioenergia tenperatura eta presio tarte baten bidez ere prozesatu daiteke gasifikazio, pirolisi edo torrefakzio erreakzioetan. Lortzea nahi den produktuaren arabera, erreakzio horiek energia-dentsitate handiagoko produktuak (sintesi-gasa, zurezko pelletak, biokoala) sortzen dituzte, eta motor laguntzaile bat elika dezakete elektrizitatea ekoizteko, aire zabaleko erreketan baino isurketa-tasa txikiagoan.

• Sorgailu elektrikoa
• Energia elektrikoaren sorkuntza