• Wat is de opwekking van elektrische energie?
• Hoe wordt elektrische energie geproduceerd?
• Stadia van de elektriciteitssector
• Soorten elektriciteitsopwekking
• Hernieuwbare energie

We leggen uit wat elektrische stroomopwekking is, de soorten en hoe het wordt geproduceerd. Daarnaast stadia van de elektriciteitssector.

Een groot deel van ons dagelijks leven is afhankelijk van elektrische energie.

Wat is de opwekking van elektrische energie?

de generatie van elektrische energie omvat de set van processen verschillende waardoor het kan worden geproduceerd elektriciteit, of wat hetzelfde is, transformeren andere vormen van Energie verkrijgbaar in de natuur (chemische energie, kinetiek, thermisch, licht, nucleair, enz.) in bruikbare elektrische energie.

Het vermogen om elektriciteit te produceren is een van de belangrijkste zorgen van de de mensheid eigentijds, sinds zijn consumptie Het is wijdverbreid en genormaliseerd sinds de ontdekking in de 19e eeuw, tot op het punt dat het onmisbaar wordt in ons dagelijks leven. Onze huizen, industrieënOpenbare verlichting, zelfs onze persoonlijke apparaten, zijn afhankelijk van een constante en stabiele stroomvoorziening.

Het wereldwijde energieverbruik neemt dus toe. Terwijl in 1900 het wereldwijde energieverbruik slechts 0,7 Terawatt (0,7 x 1012 W) was, werd dit al in 2005 geschat op ongeveer 500 Exajoule (5 x 1020 J), wat overeenkomt met 138.900 Terawatt.

De industriële sector is de grootste verbruiker van allemaal, en daarom is de ontwikkelde wereld (de zogenaamde Eerste Wereld) verantwoordelijk voor de hoogste percentages van de consumptie. De Verenigde Staten verbruiken bijvoorbeeld 25% van de wereldwijd opgewekte energie.

Daarom is het zoeken naar nieuwe en efficiëntere manieren om het te verkrijgen een gebied waarin enorme wetenschappelijke en technologische middelen worden geïnvesteerd, vooral in een tijd waarin de klimatologische effecten van de industrialisatie en van het branden fossiele brandstoffen het is niet alleen duidelijk geworden, maar ook alarmerend.

Hoe wordt elektrische energie geproduceerd?

Er kunnen verschillende soorten energie worden gebruikt om de generatorturbine te laten draaien.

Elektriciteit wordt over het algemeen geproduceerd in grote installaties, energiecentrales of energiecentrales genaamd, die, gebruikmakend van verschillende soorten energie, grondstof of natuurlijke processen "vervaardigen" elektriciteit.

Hiervoor hebben de meeste energiecentrales dynamo's, dit zijn grote apparaten die genereren: wisselstroom. Ze zijn gemaakt van een spoel, een grote, roterende rol materiaal elektrische geleider gerangschikt in draden, en a magneet die vast blijft.

Door de spoel in de magneet met hoge snelheden te draaien, treedt een fenomeen op dat elektromagnetische inductie wordt genoemd: de magnetisch veld Het resultaat mobiliseert de elektronen van het geleidende materiaal, waardoor een energiestroom ontstaat die vervolgens moet worden "voorbereid" voor distributie via een reeks transformatoren.

Het probleem is dan hoe je de spoel met hoge snelheden en gestaag kunt laten roteren. Bij experimenten die in de 19e eeuw met elektriciteit werden uitgevoerd, werd deze opgewekt door op een fiets te trappen, die natuurlijk maar een heel klein beetje produceerde.

In het geval van energiecentrales is er iets veel geavanceerder nodig: een turbine, een roterend apparaat dat kan zenden mechanische energie naar de spoel, waardoor deze draait, door het gebruik van een andere kracht.

U kunt bijvoorbeeld het vallende water in een waterval gebruiken, of het constant waaien van de wind, of in de meeste gevallen de stoom- oplopende hoeveelheid van een goede hoeveelheid kokend water, waarvoor op zijn beurt een constante hoeveelheid moet worden gegenereerd warmte, door middel van de verbranding van verschillende soorten materialen.

Zoals we zullen zien, is het volledige proces van het opwekken van elektrische energie niets meer dan de omzetting van chemische energie in calorische energie (verbranding), om deze later om te zetten in kinetisch en mechanisch (door de turbine te mobiliseren), en later in elektromagnetisch, dat wil zeggen , , in elektriciteit.

Stadia van de elektriciteitssector

Elektriciteit wordt gedistribueerd via hoogspanningslijnen.

De elektriciteitssector is er een die verantwoordelijk is voor het hele circuit van elektriciteitsproductie, van het begin tot het verbruik in elk van onze huizen, bijvoorbeeld. De hele energieproductiecyclus in deze sector omvat de volgende fasen:

• Generatie. De eerste fase bestaat logischerwijs uit het verkrijgen van elektriciteit met de beschikbare middelen, in elk van de soorten elektriciteitscentrales die er zijn.
• Transformatie. Zodra elektriciteit is verkregen, wordt het meestal onderworpen aan een transformatieproces dat het voorbereidt op transport langs een elektriciteitsnet, aangezien elektriciteit, in tegenstelling tot andere producten en goederen, niet kan worden opgeslagen voor later gebruik, maar onmiddellijk moet worden getransporteerd.

De zogenaamde onderstations of transformatorcentrales, gelegen in de buurt van de centrales, en ook de transformatiecentra, dichtbij de centrales, zijn hiervoor verantwoordelijk. populaties consumenten, aangezien het zijn missie is om elektrische spanning te moduleren om elektriciteit transporteerbaar (hoogspanning) en verbruikbaar (laagspanning) te maken.

• Verdeling. Elektriciteit moet uiteindelijk worden geleverd aan onze huizen of aan de industrieën die het verbruiken via een bedradingsnetwerk dat bekend staat als hoogspanningslijnen, dat meestal wordt beheerd door verschillende energiedistributie- en marketingbedrijven.
• Consumptie. Tot slot heeft elk consumentenhuishouden of industrieel bedrijf een schakelinstallatie, die de distributienetwerken verbindt met de binnenvoorzieningen, zodat energie overal aanwezig kan zijn waar we die nodig hebben.

Soorten elektriciteitsopwekking

Windenergie is relatief goedkoop en veilig voor de productie van elektriciteit.

Elektriciteitsopwekking wordt normaal gesproken geclassificeerd door het type elektriciteitscentrale waarin het wordt geproduceerd, of wat hetzelfde is, volgens de specifieke procedure die wordt gebruikt om, zoals we eerder hebben uitgelegd, de turbine te mobiliseren om de spoel op zijn beurt te laten draaien. tijd wekt elektriciteit op. Zo hebben we:

• Thermo-elektrische energie fossiele brandstoffen. Thermo-elektrische centrales zijn installaties die elektriciteit produceren uit warmte-energie, grote hoeveelheden water koken of op soortgelijke wijze andere gassen verwarmen, dankzij de verbranding van verschillende materialen biologisch (Steenkool, Aardolie, natuurlijk gas of andere fossiele brandstoffen) in een interne ketel. In deze gevallen is het uitzettende gas verantwoordelijk voor het verplaatsen van de turbine en wordt het vervolgens gekoeld om de cyclus te kunnen herhalen.
• Thermonucleaire energie. Het werkingsprincipe van thermonucleaire energie verschilt niet van dat van thermo-elektrisch, behalve dat de warmte die nodig is om de turbines te laten draaien wordt verkregen door verschillende chemische processen splijting van atomen zwaar, dat wil zeggen, het bombarderen van de atoomkernen van bepaalde elementen, om ze te dwingen andere lichtere elementen te worden en een enorme hoeveelheid energie vrij te geven. In deze fabrieken, die bekend staan ​​als reactoren, is dezelfde logica van de atoombom, maar toegepast voor vreedzame doeleinden. Het nadeel is dat het radioactief afval produceert dat moeilijk te hanteren en zeer giftig is.
• Geothermische energie. Nogmaals, in dit geval volgt de werking van de energiecentrale het thermo-elektrische model, maar zonder de noodzaak van brandstoffen of ketels, omdat de interne warmte van de energiecentrale wordt gebruikt. aardkorst. Hiervoor is een geschikte tektonische locatie vereist, dat wil zeggen een gebied met tektonische activiteit waardoor water in de diepten van de aarde kan worden gegoten en de resulterende stoom kan worden gebruikt om de elektrische turbines te mobiliseren.
• Thermische zonne-energie. Net als bij de vorige gevallen, profiteren dit type energiecentrales van de zonlicht, focussen en concentreren door middel van een complex systeem van spiegels, om vloeistoffen te verwarmen tot temperaturen tussen 300 en 1000 ° C, en start zo het thermo-elektrische generatieproces.
• Fotovoltaïsche energie. Dit soort energie wordt ook verkregen door gebruik te maken van zonlicht, maar in een andere betekenis: door middel van grote velden van fotovoltaïsche cellen, bestaande uit diodes die gevoelig zijn voor zonlicht, die aan hun uiteinden kleine potentiaalverschillen genereren. Hiervoor zijn grote sites vereist zonnepanelen om elektriciteit op te wekken, maar tegelijkertijd zonder dat er grondstoffen nodig zijn en zonder vervuilen te veel de omgeving.
• Waterkracht. In dit geval worden de elektrische turbines van de opwekkingsinstallatie niet bewogen door de inwerking van warmte, maar door gebruik te maken van de mechanische energie van een waterval. Om die reden is een topografie hiervoor specifiek zijn, zoals cataracten, watervallen, machtige rivieren of wateren waarin dammen kunnen worden geïmplanteerd of dammen. Voorbij de brute wijziging van deze watermassa's en hun ecosystemen eigen, het is een vorm van schone energie, goedkoop en veilig.
• Zeewater energie of golfkracht. Dit is de naam die aan de installaties wordt gegeven voor het verkrijgen van elektrische energie uit de getijden of zeegolven, via kustfaciliteiten die, door middel van drijvende apparaten, profiteren van de druk van het water om de turbines te mobiliseren. Het zijn echter niet erg krachtige en niet erg winstgevende manieren om energie te verkrijgen, althans voorlopig.
• Windkracht. Als in de vorige gevallen gebruik werd gemaakt van de natuurlijke beweging van water, wordt in windenergiecentrales gebruik gemaakt van de kracht van de wind, vooral in Regio's in die zin dat het constant waait, zoals de kustgebieden, de grote vlaktes, of iets dergelijks. Hiervoor hebben ze hele velden met gigantische propellers, gevoelig voor de doorgang van de wind, die tijdens het bewegen mechanische energie overbrengen naar een elektrische turbine. Het is een relatief goedkope en veilige vorm van elektriciteitsproductie, maar helaas zeer weinig krachtig en met aanzienlijke kosten in termen van landschapsarchitectuur.

Hernieuwbare energie

Het verkrijgen van elektriciteit is een complex en veeleisend proces milieu-impact, vooral in zijn traditionele varianten, zoals fossiele brandstof. Bovendien heeft de beschikbare brandstof in de laatste gevallen beperkte reserves, aangezien steenkool en olie een zeer langzame en langdurige geologische oorsprong hebben, wat ons niet in staat stelt de planetaire voorraden aan te vullen in hetzelfde tempo als waarmee we ze consumeren.

Om deze reden worden veel van de inspanningen van de energiesector geïnvesteerd in het zoeken naar mogelijke hernieuwbare bronnen, of in de verbetering van bestaande, zoals zonne-, waterkracht- en geothermische energie.

De grote hoop van de mensheid op energiegebied wijst echter op de mogelijkheid van atoomfusie als een veilige, betrouwbare, niet-vervuilende en hernieuwbare energiebron: waterstofatomen worden genomen, het meest voorkomende element ter wereld. universum, en samenvoegen om enorme hoeveelheden energie op te wekken, net zoals dat gebeurt in het hart van de sterren in de ruimte.

Helaas, gelukzaligheid technologie het is nog ver buiten ons bereik, dus de mensheid zal meer moeite moeten doen om haar energieverbruik aan te passen aan de mogelijkheden van de wereld, of het risico lopen het volledig te verpesten in ons verlangen naar oneindige elektrische energie.