Come si trasforma il carbone in elettricità

Il carbone a vapore, noto anche come carbone termico, viene utilizzato nelle centrali elettriche per generare elettricità. Il primo carbone viene macinato in una polvere fine, che aumenta la superficie e gli permette di bruciare più rapidamente.

1. Nei sistemi di combustione del carbone polverizzato (PCC), il carbone in polvere viene soffiato nella camera di combustione di una caldaia, dove viene bruciato ad alta temperatura.
2. I gas caldi e l'energia termica prodotti convertono l'acqua nei tubi che rivestono la caldaia in vapore.
3. Il vapore ad alta pressione viene fatto passare in una turbina contenente migliaia di pale simili a eliche.
4. Il vapore spinge queste pale provocando la rotazione dell'albero della turbina ad alta velocità.
5. Un generatore è montato a un'estremità dell'albero della turbina ed è costituito da bobine di filo accuratamente avvolte.
6. L'elettricità viene generata quando questi vengono ruotati rapidamente in un forte campo magnetico.
7. Dopo aver attraversato la turbina, il vapore viene condensato e restituito alla caldaia per essere nuovamente riscaldato.
8. L'elettricità generata viene trasformata nelle tensioni più elevate fino a 400.000 volt utilizzate per una trasmissione economica ed efficiente attraverso le reti elettriche.
9. Quando si avvicina al punto di consumo, come le nostre case, l'elettricità viene trasformata nei sistemi di tensione 100-250 più sicuri utilizzati nel mercato interno.

Miglioramenti dell'efficienza

Continuano ad essere apportati miglioramenti nella progettazione delle centrali elettriche PCC convenzionali e sono in fase di sviluppo nuove tecnologie di combustione. Ciò consente di produrre più elettricità da meno carbone, meno carbone utilizzato per produrre la stessa quantità di elettricità, con conseguente riduzione delle emissioni. Questo è noto come miglioramento dell'efficienza termica della centrale elettrica.

Impianti ad alta efficienza e basse emissioni (HELE) – Supercritico, Ultrasupercritico e Ultrasupercritico avanzato – funzionano in modo simile agli impianti convenzionali ma funzionano a temperature e pressioni più elevate.

Le caldaie supercritiche hanno efficienze più elevate rispetto alla combustione subcritica del carbone a causa dell'aumento dei parametri del vapore. Nei sistemi supercritici, il vapore raggiunge uno stato supercritico piuttosto che bollire. I cicli di vapore supercritico migliorati comportano temperature e pressioni più elevate, che si traducono in un'elevata efficienza e in un minor consumo di carbone.

Nei

1. sistemi IGCC, il carbone non viene bruciato direttamente, ma reagisce con ossigeno e vapore per produrre un "syngas composto principalmente da idrogeno e monossido di carbonio".
2. Questo syngas viene quindi ripulito dalle impurità e bruciato in una turbina a gas per generare elettricità e produrre vapore per un ciclo di energia a vapore.
3. Il calore delle fasi di gassificazione e pulizia del gas può essere utilizzato anche all'interno del ciclo a vapore o per l'unità di separazione dell'aria (aria compressa).