Electrele tehnologiilor de producere a energiei electrice asupra mediului

Desi energia electrica este o energie curata in sencul ca atunci cand este utilizata nu produce pulberi sau reziduuri.Toţi credem că aerul pe care-l respirăm, apa pe care o bem şi hrana pe care o consumăm ar trebui să fie lipsite de substanţe chimice dăunătoare. Vrem să evitam amenintarea şi incertitudinea schimbarilor climatice. Un mediu înconjurător curat şi sanatos este vital pentru calitatea vietii pe care o dorim atat pentru noi, cat şi pentru copiii nostri în viitor. Protejand planeta, se ivesc şi provocari, dar şi noi ocazii. Printr-o eficienta mai mare şi prin folosirea mai buna a resurselor naturale putem modifica vechea legatura dintre cresterea economica şi distrugerea mediului. ŞI-au facut progrese în ultimii 30 de ani.

  Presiunile asupra mediului sunt în crestere. Ne confruntam cu schimbari climatice, eroziunea în mediul rural, cresterea cantitatilor de gunoi, de chimicale ce intra în componenta hranei, a aerului şi a apei. Daca progresul este continuat, trebuie să luăm în seamă cum va afecta mediul fiecare decizie pe care o luăm în fiecare domeniu: de la transport la energie, de la industrie la agricultură.
Pe scurt, trebuie să tindem către o societate în care maşinile nu poluează atmosfera, deşeurile pot fi reciclate sau depozitate în condiţii adecvate şi producerea de energie să nu conducă la schimbări climatice. 

Europa este bine plasată pentru a conduce şi a modela dezvoltarea viitoare nu numai a tehnologiilor, ci şi a impactului acestora asupra vieţii şi a activităţii. Competitivitatea întregii industrii europene şi standardele de viaţă ale cetăţenilor europeni depind în mare măsură de eforturile viitoare în domeniul cercetării tehnologiilor societăţii informaţionale în scopul pregătirii viitoarelor generaţii de produse, procese şi servicii.

             Influenţa producerii şi consumului energiei asupra mediului

            La producerea energiei, din sursele energetice se degajă substanţe poluante cu impact negativ asupra mediului. 

            În cazul centralelor termoelectrice care  funcţionează cu cărbuniarderea combustibililor implică degajări de gaze nocive în atmosferă care se reîntorc pe sol sub formă de ploi acide ce distrug vegetaţia.

            Centralele hidroelectrice  presupun construirea unui baraj de acumulare a apei, produc dereglări ale climei, florei şi faunei din zonă, prin modificarea regimului precipitaţiilor, ceea ce poate determina dispariţia unor specii de plante şi animale. 

            Centralele nuclearo-electrice sunt deosebit de periculoase din punct de vedere al efectului distrugător asupra mediului, mai ales în cazul unor accidente în exploatare.Cel mai grav accident de acest fel a avut loc în 1986 la Cernobâl în Ucraina, atunci când un nor radiocativ de  dimensiuni uriaşe a fost purtat deasupra Europei, cu efecte deosebit de nocive asupra tuturor vieţuitoarelor.Reziduurile de combustibil nuclear trebuie depozitate în condiţii de maximă siguranţă pentru a evita scurgerile, în butoaiae ermetice în depozite protejate de pereţi de beton. 

            După conştientizarea efectelor nocive ale tehnologiilor energetice, s-a apelat intens la formele ecologice de energie, la sursele inepuizabile sau regenerabile. energia vântului şi energia solară nu sunt poluante, există în cantităţi inepuizabile dar tehnologiile de producere a energiei electrice sunt foarte scummpe.

            Dereglarea ecosistemelor acvatice impurifică solul. Mediul ambiant poate fi poluat de sectorul energetic direct sau indirect:

- Tehnologiile cu impact direct ţin de transformarea energiei combustibilului fosil în energie electrică şi termică, transformând energia potenţială a carburanţilor în energie cinetică;

- Indirect, mediul este poluat de tehnologiile energofage.

            
            Arderea carbunelui poluează prin:

•  emisii de poluanţi (oxizi de carbon, sulf şi azot, particule de praf);
•  contribuie la schimbarea globală a climei prin gazele cu efect de seră;
•  elimină zgura, care are efecte complexe asupra atmosferei, solului şi apelor subterane, elimină pulberi metalice;
• produce deşeuri.

Petrolul şi gazele naturale:

• -produc poluarea marină şi a coastelor litoralelor;
• modifică pH-ul solului prin acumulări de hidrocarburi;
• -la ardere produc SO2, NO2, CO2 şi gaze cu efect de seră, ce contribuie la formarea ploilor acide.

Transportarea petrolului

            Transportul energiei poate avea efecte locale de poluare. Mările şi oceanele sunt afectate de petrolul care se revarsă în urma diverselor accidente. Astăzi hidrocarburile reprezintă principalii poluanţi ai bazinelor acvatice mari. Hidrocarburile sunt rezistente la actiunea bacteriilor, de aceea persistă timp îndelungat în regiunile infestate. Alt pericol este ca petrolul, având o densitate mai mică decât a apei, formează la suprafaţă apei o peliculăcare împiedică difuzarea oxigenului în apă. Ca rezultat apar probleme la asimilarea clorofiliană şi respiraţia organismelor, fapt ce îngreunează fotosinteza fitoplanctonului, care produce circa 70% din oxigenul atmosferic. Algele şi planctonul, care reprezintă alimentul de bază în ecositemele marine, încetează să prolifereze. Deversările în urma transportării ţiţeiului şi accidentelor în ecosistemele marine se estimează la peste 12 milioane tone.

              Impactul reţelelor electrice asupra mediului

             Pentru liniile electrice de medie şi joasă tensiune, impactul cu mediul înconjurător se referă la: ocuparea terenurilor, defrişarea pădurilor, poluarea vizuală şi impactul cu alte elemente de construcţii şi instalaţii.

           Poluarea vizuală

Poluarea vizuală generează deteriorarea peisajului proporţional cu tensiunea nominală, cele mai poluante fiind liniile electrice aeriene (L.E.A.) de înaltă şi foarte înaltă tensiune, precum şi staţiile de transformare.
            Încercări şi propuneri de limitare a efectelor negative s-au făcut şi se caută şi în continuare, ele vizând atât designul stâlpilor cât şi al traseelor, prin ascunderea liniilor electrice în spatele unor elemente naturale. Problema protecţiei mediului ambiant din punctul de vedere al poluării vizuale a căpătat o atenţie deosebită în multe ţări, îndeosebi în ţările cu un potenţial turistic important.

            a) Poluarea vizuală determinată de liniile electrice aeriene
Poluarea vizuală este datorată caracterului industrial, extins pe trasee lungi al acestora (în special L.E.A. de înaltă şi foarte înaltă tensiune) care, plasate în mijlocul naturii, alterează peisajul. Contradicţia apare între factorul economic (care reclaă trasee de linii electrice cât mai scurte) şi factorul natural (necesitatea de a proteja terenurile fertile, ocolirea pădurilor şi conservarea peisajului).
             b) Poluarea vizuală generată de posturile de transformare
 Posturile de transformare subterane nu ridică probleme sub aspectul poluării vizuale a mediului înconjurător. Posturile de transformare supraterane pot fi înglobate în construcţiile pe care le deservesc (industriale, blocuri de locuinţăetc.), fiind însă şi cazuri în care ele trebuie executate în construcţii independente, ceea ce diminuează estetica peisajului prin aspectul mai puţin plăcut al acestora, ocuparea terenurilor, nearmonizarea lor arhitecturală cu zona în care se amplasează.

            c) Poluarea vizuală generată de staţiile de transformare şi conexiune
Staţiile de tip exterior, indiferent de faptul că echipamentul de comutaţie primară şi transformatoarele de măsurare sunt plasate la sol sau la semiînăltime pe cadre, prin caracterul lor industrial, poluează estetic peisajul. Pot fi luate în considerare trei solutii, care amelioreaza această situaţie:
- mascarea staţiilor de transformare de tip exterior prin plantaţii de pomi în imediata vecinătate a exteriorului gardului staţiei;
- amplasarea staţiilor electrice în întregime în interiorul construcţiilor (staţii de tip interior) şi la care aerul ramâne în continuare mediul electroizolant între elementele aflate sub tensiune; aceste instalaţii ocupă  volume de construcţii relativ mari;

- utilizarea tehnologiei instalaţiilor capsulate, în care mediul electroizolant este hexafluorura de sulf; instalaţia capsulată cuprinde atât barele şi conexiunile, cât şi aparatajul de comutatie primara; instalaţiile de acest tip ocupa un spatiu relativ redus, însă costurile ridicate limitează încă larga lor implementare în reţeaua electrică urbană.

O situaţie deosebită pentru aspectul estetic al peisajului este dată de intrările şi respectiv ieşirile liniilor electrice aeriene din staţiile de transformare. În faţa staţiei se formează o aglomerare de linii aeriene de diferite tipuri constructive, apărute în etapele de dezvoltare a staţiei. În cazul instalaţiilor de medie tensiune, o soluţie posibilă ar fi realizarea ieşirilor prin linii în cablu subteran.

            Poluarea sonoră

Poluarea sonoră generează multiple efecte asupra organismului, în funcţie de trei parametri: intensitate (tărie), înălţime (frecvenţă) şi durată.
Poluarea sonoră produsă de centralele şi reţelele electrice poate să aibă caracter intermitent sau permanent. Depăşirea unor anumite valori poate deveni nocivă pentru om.  Zgomote cu caracter permanent se produc în centralele şi reţelele electrice pe toată durata funcţionării instalaţiilor. Liniile electrice aeriene de înaltă şi foarte înaltă tensiune sunt însoţite în functionarea lor de un zgomot specific determinat de descărcarea corona (descărcări electrice incomplete în jurul conductoarelor sub tensiune). Ca orice descărcare electrică, acest fenomen este însoţit de zgomote şi de emisie de lumină.

            Poluarea electromagnetică

Descărcarea corona care apare în instalaţiile de înaltă şi foarte înaltă tensiune este insoţită de apariţia succesiunii de impulsuri de curent de scurtă durată. Propagarea acestor curenţi determină, în jurul circuitelor parcurse, apariţia de câmpuri electromagnetice perturbatoare, de frecvenţă şi amplitudine diferite, care conduc la distorsionarea semnalelor utile ale emisiilor radio şi de televiziune. Poluarea electromagnetică este specifică instalaţiilor cu tensiunea nominală peste 220 kV şi prezintă o importanţă deosebită o dată cu extinderea comunicaţiilor în domeniul frecvenţelor înalte şi foarte înalte.
             Perturbaţiile emisiunilor de televiziune  sunt de două feluri:
• perturbaţiii pasive, datorate prezenţei instalaţiilor electrice şi reflexiilor semnalului util determinate de acestea (apariţia imaginilor “fantomă”);
• perturbaţiii active, datorate distorsionării semnalului util de către câmpul perturbator de înaltă frecvenţă determinat de descărcarea corona.

Poluarea psihică generată de pericole (riscuri) de accidente
             Poluarea psihică rezidă în sentimentul de teamăpe care-l provoacă instalaţiile electrice asupra factorului uman. Acest sentiment este valabil şi pentru personalul instruit care lucrează în staţiile de transformare, de conexiuni, care manifestă teamă cu caracter temporar (la declanşările intempestive ale întrerupătoarelor aflate în imediata apropiere) sau cu caracter permanent (teama pe care o inspiră efectele presupuse ale câmpului electric şi magnetic asupra stării de sănătate).

Influenţa câmpului electric produs de către instalaţiile electrice asupra organismelor vii formează obiectul unor cercetări din ce în ce mai ample şi mai profunde, o dată cu creşterea tensiunilor utilizate în reţelele electrice.   Din masurătorile efectuate a rezultat că, la o linie electrică aeriană cu tensiunea nominală de 400 kV cu dublu circuit, câmpul electric are valori de până la 15 kV/m. Pentru o linie aeriană cu tensiunea nominală de 765 kV, valorile maxime măsurate ale câmpului electric la sol pot depăşi 15 kV/m.
            Valorile limită admise ale câmpului electric încă nu sunt complet definite; studiile efectuate au pus în evidenţă fenomene de: oboseală, scăderea atenţiei, slăbiciune în membrele superioare, senzaţii de ameţeală, schimbarea ritmului de somn cu insomnii şi treziri frecvente, în cazul persoanelor care lucreaza în zone cu câmpuri electrice intense.  Pericolele (riscurile) de accidente datorate curentului electric sunt în principal electrocutările şi arsurile. Electrocutările sunt provocate de trecerea unui curent electric prin corpul omului, fie ca urmare a atingerii directe cu partea metalică a unei instalaţii electrice aflate sub tensiune, fie indirect, prin atingerea unor elemente metalice care au ajuns accidental sub tensiune (conturnări sau strapungeri ale elementelor electroizolante, inductie).
              Arsurile generate de efectul termic al arcului electric asupra organismului viu sunt, în general, mai grave decât arsurile provocate de alte cauze. Arcul electric comportă temperaturi înalte şi totodată poate determina transferul pe suprafaţa corpului uman de metale topite.

Transformarea Energiei

Centralele hidroelectrice:rintr-un baraj de acumulare a apei pe cursul unui râu, unde poate exista eventual și o cascadă, se realizează acumularea unei energii potențiale, transformată în energie cinetică prin rotirea turbinelor hidrocentralei. Această mișcare de rotație va fi transmisă mai departe printr-un angrenaj de roți dințate generatorului de curent electric, care va transforma energia mecanică în energie electrică.

 

Centrale Termoelectrice:

Una centrale termoelettrica è un impianto che usa il vapore e/o gas per la produzione di energia elettrica. Essa è divisa in più elementi essenziali: la caldaia, la turbina, l'alternatore, il bruciatore e l'impianto di raffreddamento.
Essendo necessaria acqua distillata con un contenuto di sali a livello di poche parti per milione, avremo almeno un impianto per il trattamento chimico di demineralizzazione, essenziale per preservare il funzionamento e la durata nel tempo delle tubazioni, ma soprattutto delle pale della turbina.

Centrale eoliene:
Energia eoliană este energia vântului, o formă de energie regenerabilă. La început energia vântului era transformată în energie mecanică. Ea a fost folosită de la începuturile umanității ca mijloc de propulsie pe apă pentru diverse ambarcațiuni iar ceva mai târziu ca energie pentru morile de vânt. Morile de vânt au fost folosite începând cu secolul al VII-lea î.Hr. de perși pentru măcinarea grăunțelor. Morile de vânt europene, construite începând cu secolul al XII-lea în Anglia și Franța, au fost folosite atăt pentru măcinarea de boabe cât și pentru tăierea buștenilor, mărunțirea tutunului, confecționarea hârtiei, presarea semințelor de in pentru ulei și măcinarea de piatră pentru vopselele de pictat. Ele au evoluat ca putere de la 25-30 KW la început până la 1500 KW (anul 1988), devenind în același timp și loc de depozitare a materialelor prelucrate.^[1] Morile de vânt americane pentru ferme erau ideale pentru pomparea de apă de la mare adâncime.^[1][2] Turbinele eoliene moderne transformă energia vântului în energie electrică producând între 50-60 KW (diametre de elice începând cu 1m)-2-3MW putere (diametre de 60-100m), cele mai multe generând între 500-1500 KW. Puterea vântului este folosită și în activități recreative precum windsurfingul. La sfârșitul anului 2010, capacitatea mondială a generatoarelor eoliene era de 194 400 MW. Toate turbinele de pe glob pot genera 430 Terawațioră/an, echivalentul a 2,5% din consumul mondial de energie. Industria vântului implică o circulație a mărfurilor de 40 miliarde euro și lucrează în ea 670 000 persoane în întreaga lume.^[3][4]
Țările cu cea mai mare capacitate instalată în ferme eoliene sunt China, Statele Unite, Germania și Spania. La începutul anului 2011, ponderea energiei eoliene, în totalul consumului intern era de 24% în Danemarca, 14% în Spania și Portugalia, circa 10% în Irlanda și Germania, 5,3% la nivelul UE; procentul este de 3% în România la începutul anului 2012. La aceeași dată în România existau peste o mie de turbine eoliene, jumătate dintre ele fiind în Dobrogea.

Centrale nuclearo-electrice:
Centrala nucleară este o instalație modernă de producere a energiei electrice pe baza reacțiilor nucleare, reactorul este o instalație complexă în care se realizează fisiunea nucleelor elementelor grele, printr-o reacție în lanț controlată, cu scopul de a permite utilizarea energiei degajate.
Zona activă a unei astfel de instalații este compusă din combustibilul nuclear, moderator, barele de control și agentul de răcire. În schimbătorul de căldură, apa se vaporizează și devine agentul producător de lucru mecanic, punând în funcțiune turbina. Generatorul electric este cel care convertește energia cinetică a turbinei în energie electrică.

Centrale mareomotrice:
La marea, il ritmico innalzamento e abbassamento del livello del mare provocato dall'azione gravitazionale della luna e del sole, di solito ha un'ampiezza (dislivello tra l’alta marea e la bassa marea) inferiore al metro, ma in alcune zone, per la particolare configurazione del sito, il dislivello può raggiungere valori elevati, interessanti per lo sfruttamento e la produzione di energia, ad oggi prevalentemente elettrica. In alcune zone del pianeta, per esempio, si registrano maree anche con 20 m di ampiezza verticale.
Già nell’antichità si cercò di sfruttare questo tipo di energia, mediante la costruzione di "mulini a marea". L’acqua veniva raccolta, durante il flusso, in un piccolo bacino, che veniva in seguito chiuso con una paratia. Al momento del deflusso l’acqua veniva convogliata attraverso un canale verso una ruota che muoveva una macina.

Centrale solare:Una centrale solare è una centrale elettrica che utilizza l'energia solare per produrre corrente elettrica. Di questo tipo di centrali elettriche esistono due tipologie diverse: le centrali fotovoltaiche e le centrali elettriche termiche.

Centrale geotermoelectrice:Energia geotermică este o formă de energie regenerabilă obținută din căldura aflată în interiorul Pamântului. Apa fierbinte și aburii, captați în zonele cu activitate vulcanică și tectonică, sunt utilizați pentru încălzirea locuințelor și pentru producerea electricității.