Recursos Educativos

Del profesor José Raúl Torres BAuladigital2.blogspot.cl

Centrales Termoeléctricas

Una central termoeléctrica es una instalación empleada en la generación de energía eléctrica a partir de la energía liberada en forma de calor,normalmente mediante la combustión de combustibles fósiles como petróleo, gas natural o carbón.

Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir energía eléctrica, liberando dióxido de carbonoa la atmósfera.

Cuando el calor se obtiene mediante la fisión controlada de núcleos de uranio la central se llama central nuclear.

Este tipo de central no contribuye al efecto invernadero, pero tiene el problema de los residuos radioactivos que han de ser guardados durante miles de años y la posibilidad de accidentes graves.

Oyster Creek (Estados Unidos, 1969)Se trata de la central nuclear más antigua de Estados Unidos pero también tiene fecha de caducidad: 2019. Aunque cuenta con un solo reactor, genera electricidad para 600.000 hogares.

Prácticamente todas las centrales eléctricas de carbón, nucleares, geotérmicas, energía solar térmica o de combustión de biomasa, así como algunas centrales de gas natural son centrales termoeléctricas. El calor residual de una turbina de gas puede usarse para producir vapor y a su vez producir electricidad en lo que se conoce como un ciclo combinado lo cual mejora la eficiencia.

Central termoeléctrica de Laguna Verde al sur de Valparaíso Chile

Las centrales termoeléctricas no nucleares, particularmente las de combustibles fósiles se conocen también como centrales térmicas o centrales termoeléctricas convencionales.

Central de ventanas Chile

Se llaman centrales clásicas o de ciclo convencional a aquellas centrales térmicas que emplean la combustión del carbón, petróleo(aceite) o gas natural para generar la energía eléctrica.Son considerada s las centrales más económicas, por lo que su utilización está muy extendida en el mundo económicamente avanzado y en el mundo en vías de desarrollo, a pesar de que estén siendo criticadas debido a su elevado impacto medioambiental.

Básicamente, el funcionamiento de este tipo de centrales es el mismo independientemente del combustible que se consuma. Así, este se quema en la caldera, liberando calor que se usa para calentar agua.

El agua calentada se transformará en vapor con una presión muy elevada, que es la que hace girar una turbina de vapor, lo que transformará la energía interna del vapor en energía mecánica(rotación de un eje)

La producción de electricidad se generará en el alternador,por la rotación del rotor (que comparte el mismo eje que la turbina de vapor) y mediante la inducción electromagnética.

La electricidad generada pasa por un transformador, que aumentará su tensión para el transporte.El vapor que sale de la turbina de vapor se envía a un condensador(termodinámica) para transformarlo en líquido y retornarlo a la caldera para empezar de nuevo un nuevo ciclo de producción de vapor.

En la actualidad se están construyendo numerosas centrales termoeléctricas de las denominadas de ciclos combinados, que son un tipo de central que utiliza gas natural, gasóleo o incluso carbón preparado como combustible para alimentar unaTurbina de gas.

Luego los gases de escape de la turbina de gas todavía tienen una elevada temperatura, se utilizan para producir vapor que mueve una segunda turbina, esta vez de vapor. Cada una de estas turbinas está acoplada a su correspondiente alternador para generar energía eléctrica.

Normalmente durante el proceso de partida de estas centrales solo funciona la turbina de gas; a este modo de operación se lo llama ciclo abierto.

Si bien la mayoría de las centrales de este tipo pueden intercambiar el combustible (entre gas y diésel) incluso en funcionamiento.

Como la diferencia de temperatura que se produce entre la combustión y los gases de escape es más alta que en el caso de una turbina de gas o una de vapor, se consiguen rendimientos muy superiores, del orden del 55 %.

Esquema básico de funcionamiento de una central térmica de ciclo combinado

La emisión de residuos a la atmósfera y los propios procesos de combustión que se producen en las centrales térmicas tienen una incidencia importante sobre el medio ambiente.

Para tratar de paliar, en la medida de lo posible, los daños que estas plantas provocan en el entorno natural, se incorporan a las instalaciones diversos elementos y sistemas.

Algunos tipos de centrales termoeléctricas contribuyen al efecto invernadero emitiendo dióxido de carbono.

No es el caso de las centrales de energía solar térmica que al no quemar ningún combustible, no lo hacen. También hay que considerar que la masa de este gas emitida por unidad de energía producida no es la misma en todos los casos: el carbón se compone de carbono e impurezas.

Casi todo el carbono que se quema se convierte en dióxido de carbono —también puede convertirse en monóxido de carbono si la combustión es pobre en oxígeno—

En el caso del gas natural, por cada átomo de carbono hay cuatro de hidrógeno que también producen energía al combinarse con oxígeno para convertirse en agua, por lo que contaminan menos por cada unidad de energía que producen y la emisión de gases perjudiciales procedentes de la combustión de impurezas -como los óxidos de azufre- es mucho menor.

El problema de la contaminación es máximo en el caso de las centrales termoeléctricas convencionales que utilizan como combustible carbón. Además, la combustión del carbón tiene como consecuencia la emisión de partículas y óxidos de azufre que contaminan en gran medida la atmósfera.

En las de fueloil los niveles de emisión de estos contaminantes son menores, aunque ha de tenerse en cuenta la emisión de óxido de azufre y hollines ácidos, prácticamente nulos en las plantas de gas.

En todo caso, en mayor o menor medida todas ellas emiten a la atmósfera dióxido de carbono, CO2.

Una ventaja es que son las centrales más baratas de construir (teniendo en cuenta el precio por megavatio instalado), especialmente las de carbón.

Uno de los grandes inconvenientes de las centrales termoeléctricas, es el uso de combustibles genera emisiones de gases de efecto invernadero.

Los gases de invernadero más importantes son: vapor de agua, dióxido de carbono (CO2) metano (CH4), óxido nitroso (N2O) clorofluorcarbonos (CFC) y ozono (O3).

En algunos casos producen lluvia ácida a la atmósfera, junto a partículas volantes (hollines) en las de carbón, si no están bien depurados los humos.lluvia ácida Lluvia con ácidos disueltos, principalmente ácido sulfúrico y nítrico, procedentes de combustibles fósiles y de motores de explosión.

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Trabajo realizado para estudiantes y profesores .Fuentes:WikipediaAuladigital2.blogspot.com