Com funciona un refrigerador sec en una central elèctrica?
Com funciona un refrigerador sec en una central elèctrica?
Com que s'ha d'evacuar tanta calor per condensar el vapor utilitzat per alimentar els generadors de turbina, els sistemes de refrigeració solen ser els majors consumidors d'aigua a les centrals elèctriques. Anteriorment, rius i llacs i altres fonts d'aigua proporcionaven aquest refredament, però darrerament hi ha hagut més centrals elèctriques que adopten refrigeració en sec, una tècnica de refrigeració que utilitza poca o cap aigua. Els sistemes de refrigeració en sec són més cars d'instal·lar i utilitzen més energia per funcionar. Aquestes variables afecten l'eficiència de les centrals elèctriques en conjunt, mentre que els sistemes de refrigeració en sec consumeixen un 95 per cent menys d'aigua que els sistemes de refrigeració humit.
Nombrosos tipus diferents de centrals elèctriques bullen aigua per crear vapor, que després passa per una turbina per generar electricitat. Aquest tipus de sistemes s'utilitzen en centrals nuclears, centrals de combustió de carbó i biomassa, algunes plantes de gas natural i fins i tot algunes instal·lacions solars. En aquestes instal·lacions, el vapor s'ha de refredar per tornar a condensar-se en un líquid, que després s'envia a la caldera o al generador de vapor.
Als Estats Units, la majoria de les plantes generadores de vapor utilitzen aigua per refredar i condensar el vapor. La majoria de l'aigua retirada per a la generació d'energia elèctrica als EUA s'utilitza per a la refrigeració, cosa que representa al voltant del 40 per cent de les extraccions totals d'aigua.
Els sistemes de refrigeració de recirculació que recirculen l'aigua de refrigeració són utilitzats per més del 61 per cent de la capacitat de generació termoelèctrica als EUA. Perquè l'aigua es pugui utilitzar repetidament, aquests sistemes mantenen l'aigua en canalitzacions de circuit tancat. El 36 per cent de la capacitat de generació termoelèctrica als Estats Units prové de plantes que utilitzen sistemes de refrigeració d'un sol pas. Aquests sistemes treuen un volum considerable d'aigua de les fonts d'aigua circumdants per refredar el condensador i després alliberen l'aigua més calenta a la font original.
El 3 per cent de la capacitat de generació termoelèctrica als Estats Units prové de la refrigeració en sec i híbrida, la majoria de les quals ha estat operativa des de l'any 2000. El vapor es refreda i es condensa mitjançant l'aire ambient en els sistemes de refrigeració en sec.
Els sistemes directes i indirectes són les dues categories en què es troben aquests sistemes. En els sistemes de refrigeració en sec directe, l'aire ambient s'utilitza per condensar el vapor, de manera que no s'utilitza aigua. En els típics condensadors refrigerats per aigua, el vapor es condensa en sistemes indirectes de refrigeració en sec, però l'aigua de refrigeració es manté en un sistema tancat. Com a resultat, s'utilitza relativament poca aigua i no es malbarata cap aigua per evaporació.
Els sistemes de refrigeració híbrids combinen refrigeració sec i humida i tenen la capacitat de condensar vapor utilitzant tant aigua com aire. Sovint, aquests sistemes estan fets per funcionar com a sistemes de refrigeració en sec els mesos més freds i com a sistemes de refrigeració humit en mesos més càlids quan els sistemes secs funcionen de manera menys eficient.
El cicle combinat de gas natural (NGCC), que representa més del 83 per cent de la capacitat operativa de refrigeració en sec i híbrid, és la tecnologia de producció més utilitzada. A causa del fet que les instal·lacions de cicle combinat de gas natural requereixen una refrigeració significativament menor per megawathora que les centrals de carbó o nuclears, els sistemes de refrigeració en sec solen ser més rendibles.
Una alternativa viable per als sistemes d'energia solar concentrada és la refrigeració en sec. Molts nous sistemes d'energia solar concentrada utilitzen ara refrigeració en sec, incloses les plantes d'Ivanpah i Genesis Solar a Califòrnia i la planta de Crescent Dunes Solar a Nevada. Això es deu al fet que aquests sistemes es troben a regions com el sud-oest dels Estats Units, on els recursos solars són relativament elevats i els recursos hídrics són relativament baixos.
