Usina termelétrica: peças e características - Ciência - 2023

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UMA Usina Térmica, também conhecida como termelétrica, é um sistema constituído para gerar energia elétrica por meio da liberação de calor, por meio da queima de combustíveis fósseis.

O mecanismo atualmente utilizado para gerar energia elétrica a partir de combustíveis fósseis consiste essencialmente em três fases: combustão do combustível, acionamento da turbina e acionamento do gerador elétrico.

1) Queima de combustível ==> Transformação de energia química em energia térmica.

2) Funcionamento da turbina por meio do gerador elétrico acoplado à turbina ==> Transformação em energia elétrica.

3) Acionamento do gerador elétrico acoplado à turbina ==> Transformação em energia elétrica.

Os combustíveis fósseis são aqueles formados há milhões de anos devido à degradação dos resíduos orgânicos em tempos primitivos. Alguns exemplos de combustíveis fósseis são petróleo (inclui seus derivados), carvão e gás natural.

Por meio desse método, a grande maioria das termelétricas convencionais em todo o mundo opera de forma ampla.

Peças

Uma usina termelétrica possui infraestrutura e características muito específicas, para poder cumprir a finalidade de geração de energia elétrica da forma mais eficiente e com o menor impacto ambiental possível.

Partes de uma usina termelétrica

Uma termelétrica é composta por uma infraestrutura complexa que inclui sistemas de armazenamento de combustível, caldeiras, mecanismos de resfriamento, turbinas, geradores e sistemas de transmissão elétrica.

Aqui estão as partes mais importantes de uma usina termelétrica:

1) Tanque de combustível fóssil

É um reservatório de combustível condicionado de acordo com as medidas de segurança, saúde e meio ambiente correspondentes à legislação de cada país. Este depósito não deve representar um risco para os trabalhadores da fábrica.

2) Caldeira

A caldeira é o mecanismo de geração de calor, por meio da transformação da energia química liberada durante a queima do combustível em energia térmica.

Nesta parte é realizado o processo de queima do combustível, para isso a caldeira deve ser fabricada com materiais resistentes a altas temperaturas e pressões.

3) Gerador de vapor

A caldeira é revestida por tubos para a circulação da água em seu redor, é o sistema de geração de vapor.

A água que corre por este sistema se aquece devido à transferência de calor da queima do combustível e evapora rapidamente. O vapor gerado é superaquecido e liberado sob alta pressão.

4) Turbina

A saída do processo anterior, ou seja, o vapor d'água gerado pela queima do combustível, aciona um sistema de turbina que transforma a energia cinética do vapor em movimento rotativo.

O sistema pode ser composto por várias turbinas, cada uma com um design e função específicos, dependendo do nível de pressão de vapor que recebem.

5) Gerador elétrico

A bateria da turbina é conectada a um gerador elétrico, por meio de um eixo comum. Pelo princípio da indução eletromagnética, o movimento do eixo faz com que o rotor do gerador se mova.

Esse movimento, por sua vez, induz uma tensão elétrica no estator do gerador, transformando a energia mecânica das turbinas em energia elétrica.

6) Condensador

Para garantir a eficiência do processo, o vapor d'água que movimenta as turbinas é resfriado e distribuído conforme pode ser reaproveitado ou não.

O condensador resfria o vapor por meio de um circuito de água fria, que pode vir de um corpo d'água próximo ou reaproveitar algumas das fases intrínsecas do processo de geração termelétrica.

7) Torre de resfriamento

O vapor d'água é transferido para uma torre de resfriamento para drenar o referido vapor para o exterior, através de uma malha metálica muito fina.

Dois outputs são obtidos desse processo: um deles é o vapor d'água que vai diretamente para a atmosfera e, portanto, é descartado do sistema. A outra saída é o vapor de água fria que retorna ao gerador de vapor para ser reaproveitado no início do ciclo.

Em qualquer caso, a perda de vapor d'água que é expelido para o meio ambiente deve ser reposta inserindo água doce no sistema.

8) Subestação

A energia elétrica gerada deve ser transmitida ao sistema interligado. Para isso, a energia elétrica é transportada da saída do gerador para uma subestação.

Lá, os níveis de tensão (tensão) são elevados para reduzir as perdas de energia devido à circulação de altas correntes nos condutores, basicamente devido ao seu superaquecimento.

Da subestação, a energia é transportada para as linhas de transmissão, onde é incorporada ao sistema elétrico para consumo.

9) Chaminé

A chaminé expele os gases e outros resíduos da queima de combustível para o exterior. No entanto, antes de fazer isso, os fumos resultantes deste processo são purificados.

Caracteristicas

As características mais marcantes das termelétricas são as seguintes:

- É o mecanismo de geração mais econômico que existe, dada a simplicidade de montagem da infraestrutura em comparação com outros tipos de centrais de geração de energia elétrica.

- São consideradas energias impuras, dada a emissão de dióxido de carbono e outros poluentes para a atmosfera.

Esses agentes afetam diretamente a emissão de chuva ácida e aumentam o efeito estufa de que reclama a atmosfera terrestre.

- As emissões de vapor e os resíduos térmicos podem afetar diretamente o microclima da área em que estão localizados.

- O descarte de água quente após a condensação pode influenciar negativamente o estado dos corpos d'água no entorno da termelétrica.

Como eles funcionam?

O ciclo de geração termelétrica começa na caldeira, onde o combustível é queimado e o gerador de vapor acionado.

Em seguida, o vapor superaquecido e pressurizado aciona as turbinas, que são ligadas por um eixo a um gerador elétrico.

A energia elétrica é transportada por meio de uma subestação até um pátio de transmissão, que é interligado a algumas linhas de transmissão, o que permite atender à demanda energética da cidade vizinha.

Referências

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Centrais térmicas ou termelétricas convencionais (s.f.). Recuperado de: energiza.org
Como funciona uma termelétrica (2016). Recuperado de: Sostenibilidadedp.es
Operação de uma usina termelétrica (n.d.). Empresa Provincial de Energia de Córdoba. Cordoba Argentina. Recuperado de: epec.com.ar
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Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Usina Térmica. Recuperado de: es.wikipedia.org