joanvila |
dilluns, 5 de maig de 2008 | 07:51h
El debat de la MAT ens ha permès conèixer aspectes del món elèctric que mai abans no ens havien interessat. Ara hem conegut la possibilitat de transportar electricitat en alta tensió emprant corrent continu. No ens havien dit sempre que el corrent era altern?
La discussió sobre si és millor el corrent continu o altern s'ha d'anar a buscar en els mateixos orígens de l'electricitat. Thomas Edison va perfeccionar la bombeta incandescent; l'any 1879 va aconseguir que una bombeta funcionés ininterrompudament durant 48 hores. L'any 1880 va fundar la companyia General Electric juntament amb J.P. Morgan. Encara que el corrent continu va ser inventat per Alessandro Volta quan va inventar la pila, va ser Edison qui va fer servir el corrent continu per transmetre l'energia elèctrica.
El corrent elèctric en un metall és degut a un moviment d'electrons, petites partícules amb càrrega negativa que hi ha en els àtoms. En un circuit elèctric que té dos punts amb diferent potencial, certs d'aquests electrons que constitueixen els metalls, són lliures per desplaçar-se en tot el circuit. En el corrent continu (DC, direct current en anglès) les càrregues elèctriques circulen sempre en la mateixa direcció; els terminals de major i menor tensió són sempre els mateixos.
L'any 1882 l'enginyer croat Nikola Tesla construeix el primer motor d'inducció en corrent altern. S'anomena així (AC, altern current) al corrent elèctric en el que la magnitud i la direcció varien de forma cíclica. La forma d'ona del corrent altern és la sinodal. Aquest és el corrent que arriba a les nostres cases pels fils elèctrics.
El corrent altern va possibilitar l'ús de transformadors, cosa que permetia elevar la tensió elèctrica i facilitar enviar-la lluny amb pèrdues acceptables. La distribució d'electricitat en corrent altern va ser comercialitzada per George Westinghouse. Tot i que el ?corrent altern tenia nombrosos avantatges sobre el corrent continu, Thomas Edison va seguir defensant l'ús del corrent continu del que tenia nombroses patents. La facilitat per desenvolupar el sistema elèctric per part del corrent altern finalment es va acabar imposant.
La raó principal per la qual l'electricitat en corrent altern es va acabar imposant al corrent continu és la facilitat de transformació, cosa que no pot fer el corrent continu. L'energia elèctrica és el producte de la tensió, la intensitat i el temps. Per una secció de fil elèctric determinada, tindrem definida la intensitat que hi pot passar. Si es vol transportar més electricitat forçosament s'ha d'apujar la tensió amb un transformador. Això permet transportar electricitat a llargues distàncies amb baixes intensitats de corrent i, per tant, amb baixes pèrdues degudes a l'efecte Joule i a altres efectes associats al pas de corrent. Una vegada la línia s'apropa al lloc de consum el voltatge es pot reduir novament per al consum industrial o domèstic de forma còmoda i segura.
Tots hem fet servir corrent continu. Recordeu aquelles dinamos de les bicicletes d'abans. O les dinamos acoblades a les turbines que hi havia en els pobles petits o a les cases de pagès. Anomenem dinamos als generadors de corrent continu i alternadors als de corrent altern. Avui gairebé la totalitat de generadors son de corrent altern, fins i tot quan es necessita corrent continu. Els alternadors son màquines robustes i fiables, amb rendiments molt elevats. Per exemple en el cotxe Prius l'alternador i el motor elèctric funcionen amb corrent altern, mentre que la bateria va amb corrent continu. Permanentment es canvia de continu a altern per medi d'inversors, uns circuits que tenen tiristors.
És en l'electrònica on Edison ha tingut la raó. L'electrònica funciona amb corrent continu. Però també hi funcionen les plaques fotovoltaiques, els telèfons mòbils, internet, els ordinadors, les televisions,... podríem dir que tot el que hem incorporat a les nostres vides en els darrers vint anys.
Paradoxalment els darrers camps on el corrent continu comença a tenir entrada és en el transport d'electricitat a gran distància. És paradoxal perquè va ser això, la dificultat per a obtenir tensions elevades, el que va impedir al corrent continu imposar-se tecnològicament. Avui, també gràcies a l'electrònica, sabem transformar alta tensió en molt alta tensió i sabem també modificar el corrent altern a corrent continu. Això permet transportar electricitat per sota el mar, des de les nostres costes a Mallorca, obres que s'estan executant en aquest moment. El transport d'electricitat a alta tensió en corrent continu té molts avantatges que poc a poc s'han d'anar imposant. Per exemple, dóna qualitat elèctrica al sistema; hi ha connexions elèctriques en països d'Amèrica on la freqüència del corrent altern no és la mateixa, de 60 cicles/s a 50 cicles/s. La connexió en corrent continu, com que no és cíclica, resol aquest problema. A Xina, en la nova central hidràulica de les Tres Gorges es fa servir la connexió de corrent continu per alimentar una xarxa que té molts problemes de qualitat, resolent així la seguretat de subministrament: les pertorbacions de la mala xarxa no afecten les línies d'alimentació de corrent continu. La millor qualitat de l'electricitat de corrent continu en alta tensió és la poca pèrdua durant el seu transport. Això la fa ideal pel transport d'electricitat a llarga distància.
Justament això és el que no passa en la connexió entre Santa Llogaia i Baixàs. Si es proposa aquesta solució és perquè permet soterrar la línia amb menys inconvenients que les altres solucions. Soterrar en corrent altern té el problema que genera electricitat capacitativa i per això cal sortir a la superfície cada 25-30 km per compensar-la; precisament aquesta distància cau enmig de la frontera, enmig de la serralada pirinenca, necessitant una subestació de 3.000 m2 per encabir la compensació. Fer la connexió soterrada en corrent continu no té aquest inconvenient. En presenta un altre com és la necessitat de terreny per a la subestació de 35.000 a 50.000 m2 a ambdós punts de connexió, a Baixàs i a Santa Llogaia, superfície gens negligible. També és un inconvenient la necessitat de tenir sempre el control del flux per l'operador; algú ha de dir a cada instant cap a quina direcció va l'electricitat i en quina quantitat. Finalment té un inconvenient gens negligible que és un sobrecost de més de 300 milions d'euros per sobre la solució aèria.
Qui li havia de dir a Edison que el seu corrent continu compartiria un dia el desenvolupament tecnològic amb el competidor de corrent altern!
El corrent altern va possibilitar l'ús de transformadors, cosa que permetia elevar la tensió elèctrica i facilitar enviar-la lluny amb pèrdues acceptables. La distribució d'electricitat en corrent altern va ser comercialitzada per George Westinghouse. Tot i que el ?corrent altern tenia nombrosos avantatges sobre el corrent continu, Thomas Edison va seguir defensant l'ús del corrent continu del que tenia nombroses patents. La facilitat per desenvolupar el sistema elèctric per part del corrent altern finalment es va acabar imposant.
La raó principal per la qual l'electricitat en corrent altern es va acabar imposant al corrent continu és la facilitat de transformació, cosa que no pot fer el corrent continu. L'energia elèctrica és el producte de la tensió, la intensitat i el temps. Per una secció de fil elèctric determinada, tindrem definida la intensitat que hi pot passar. Si es vol transportar més electricitat forçosament s'ha d'apujar la tensió amb un transformador. Això permet transportar electricitat a llargues distàncies amb baixes intensitats de corrent i, per tant, amb baixes pèrdues degudes a l'efecte Joule i a altres efectes associats al pas de corrent. Una vegada la línia s'apropa al lloc de consum el voltatge es pot reduir novament per al consum industrial o domèstic de forma còmoda i segura.
Tots hem fet servir corrent continu. Recordeu aquelles dinamos de les bicicletes d'abans. O les dinamos acoblades a les turbines que hi havia en els pobles petits o a les cases de pagès. Anomenem dinamos als generadors de corrent continu i alternadors als de corrent altern. Avui gairebé la totalitat de generadors son de corrent altern, fins i tot quan es necessita corrent continu. Els alternadors son màquines robustes i fiables, amb rendiments molt elevats. Per exemple en el cotxe Prius l'alternador i el motor elèctric funcionen amb corrent altern, mentre que la bateria va amb corrent continu. Permanentment es canvia de continu a altern per medi d'inversors, uns circuits que tenen tiristors.
És en l'electrònica on Edison ha tingut la raó. L'electrònica funciona amb corrent continu. Però també hi funcionen les plaques fotovoltaiques, els telèfons mòbils, internet, els ordinadors, les televisions,... podríem dir que tot el que hem incorporat a les nostres vides en els darrers vint anys.
Paradoxalment els darrers camps on el corrent continu comença a tenir entrada és en el transport d'electricitat a gran distància. És paradoxal perquè va ser això, la dificultat per a obtenir tensions elevades, el que va impedir al corrent continu imposar-se tecnològicament. Avui, també gràcies a l'electrònica, sabem transformar alta tensió en molt alta tensió i sabem també modificar el corrent altern a corrent continu. Això permet transportar electricitat per sota el mar, des de les nostres costes a Mallorca, obres que s'estan executant en aquest moment. El transport d'electricitat a alta tensió en corrent continu té molts avantatges que poc a poc s'han d'anar imposant. Per exemple, dóna qualitat elèctrica al sistema; hi ha connexions elèctriques en països d'Amèrica on la freqüència del corrent altern no és la mateixa, de 60 cicles/s a 50 cicles/s. La connexió en corrent continu, com que no és cíclica, resol aquest problema. A Xina, en la nova central hidràulica de les Tres Gorges es fa servir la connexió de corrent continu per alimentar una xarxa que té molts problemes de qualitat, resolent així la seguretat de subministrament: les pertorbacions de la mala xarxa no afecten les línies d'alimentació de corrent continu. La millor qualitat de l'electricitat de corrent continu en alta tensió és la poca pèrdua durant el seu transport. Això la fa ideal pel transport d'electricitat a llarga distància.
Justament això és el que no passa en la connexió entre Santa Llogaia i Baixàs. Si es proposa aquesta solució és perquè permet soterrar la línia amb menys inconvenients que les altres solucions. Soterrar en corrent altern té el problema que genera electricitat capacitativa i per això cal sortir a la superfície cada 25-30 km per compensar-la; precisament aquesta distància cau enmig de la frontera, enmig de la serralada pirinenca, necessitant una subestació de 3.000 m2 per encabir la compensació. Fer la connexió soterrada en corrent continu no té aquest inconvenient. En presenta un altre com és la necessitat de terreny per a la subestació de 35.000 a 50.000 m2 a ambdós punts de connexió, a Baixàs i a Santa Llogaia, superfície gens negligible. També és un inconvenient la necessitat de tenir sempre el control del flux per l'operador; algú ha de dir a cada instant cap a quina direcció va l'electricitat i en quina quantitat. Finalment té un inconvenient gens negligible que és un sobrecost de més de 300 milions d'euros per sobre la solució aèria.
Qui li havia de dir a Edison que el seu corrent continu compartiria un dia el desenvolupament tecnològic amb el competidor de corrent altern!
