PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD

Transcripción

1 PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD Índice 1. Generadres; 2. Central eléctrica; 3. Centrales Hidreléctricas; 4. Centrales Térmicas; 5. Centrales Nucleares; 6. Centrales Slares; 7. Centrales Eólicas; 8. Centrales Getérmicas; 9. Central Maremtriz. 1. Generadres La energía eléctrica se prduce en ls aparats llamads generadres alternadres. Un generadr cnsta, en su frma más simple de: Una espiral que gira impulsada pr algún medi extern. Un camp magnétic unifrme, cread pr un imán, en el sen del cual gira la espiral anterir. A medida que la espiral gira, el fluj magnétic a través de ella cambia cn el tiemp, induciéndse una fuerza electrmtriz, y si existe un circuit extern, circulará una crriente eléctrica. Para que un generadr funcine, hace falta una fuente externa de energía (hidráulica, térmica, nuclear, etc.) que haga que la bbina gire cn una frecuencia deseada. 2. Central eléctrica

2 Una central eléctrica es una instalación capaz de cnvertir la energía mecánica, btenida mediante tras fuentes de energía primaria, en energía eléctrica. Pdems cnsiderar que el esquema de una central eléctrica es: En general, la energía mecánica prcede de la transfrmación de la energía ptencial del agua almacenada en un embalse; de la energía térmica suministrada al agua mediante la cmbustión del carbón, gas natural, cmbustóle, a través de la energía de fisión del urani. Para realizar la cnversión de energía mecánica en eléctrica, se emplean uns generadres, más cmplicads que ls que acabams de ver en la pregunta anterir, que cnstan de ds piezas fundamentales: El estatr: Armadura metálica, que permanece en reps, cubierta en su interir pr uns hils de cbre, que frman diverss circuits. El rtr: Está en el interir del estatr y gira accinad pr la turbina. Está frmad en su parte interir pr un eje, y en su parte más externa pr uns circuits, que se transfrman en electrimanes cuand se les aplica una pequeña cantidad de crriente. Cuand el rtr gira a gran velcidad, debid a la energía mecánica aplicada en las turbinas, se prducen unas crrientes en ls hils de cbre del interir del estatr. Estas crrientes prprcinan al generadr la denminada fuerza electrmtriz, capaz de prducir energía eléctrica a cualquier sistema cnectad a él.

3 Cm hems vist la turbina es la encargada de mver el rtr del generadr y prducir la crriente eléctrica. La turbina a su vez es accinada pr la energía mecánica del vapr de agua a presión pr un chrr de agua. Tdas las centrales eléctricas cnstan de un sistema de "turbina-generadr" cuy funcinamient básic es, en tdas ellas, muy parecid, variand de unas a tras la frma en que se accina la turbina, sea, dich de tr md en qué fuente de energía primaria se utiliza, para cnvertir la energía cntenida en ella en energía eléctrica. 3. Centrales Hidreléctricas Fuern las primeras centrales eléctricas que se cnstruyern. Una central hidreléctrica es aquella en la que la energía ptencial del agua almacenada en un embalse se transfrma en la energía cinética necesaria para mver el rtr de un generadr, y psterirmente transfrmarse en energía eléctrica. Pr ese mtiv, se llaman también centrales hidráulicas. Las centrales hidreléctricas se cnstruyen en ls cauces de ls rís, creand un embalse para retener el agua. Para ell se cnstruye un mur grues de piedra, hrmigón u trs materiales, apyad generalmente en alguna mntaña. La masa de agua embalsada se cnduce a través de una tubería hacia ls álabes de una turbina que suele estar al pie de la presa, la cual está cnectada al generadr. Así, el agua transfrma su energía ptencial en energía cinética, que hace mver ls álabes de la turbina.

4 4. Centrales Térmicas Una central térmica para prducción de energía eléctrica, es una instalación en dnde la energía mecánica que se necesita para mver el rtr del generadr y pr tant para btener la energía eléctrica, se btiene a partir del vapr frmad al hervir el agua en una caldera. El vapr generad tiene una gran presión, y se hace llegar a las turbinas para que su expansión sea capaz de mver ls álabes de las mismas. Las denminadas termeléctricas clásicas sn de: carbón, de fuel gas natural. En dichas centrales la energía de la cmbustión del carbón, fuel gas natural se emplea para hacer la transfrmación del agua en vapr. Una central térmica clásica se cmpne de una caldera y de una turbina que mueve al generadr eléctric. La caldera es el element fundamental y en ella se prduce la cmbustión del carbón, cmbustóle gas.

5 5. Centrales Nucleares Una central nuclear es una central térmica. La diferencia fundamental entre las centrales térmicas nucleares y las térmicas clásicas reside en la fuente energética utilizada. En las primeras, el urani y en las segundas, la energía de ls cmbustibles fósiles. Una central nuclear es, pr tant, una central térmica en la que actúa cm caldera un reactr nuclear. La energía térmica se rigina pr las reaccines de fisión en el cmbustible nuclear frmad pr un cmpuest de urani.

6 El cmbustible nuclear se encuentra en el interir de una vasija herméticamente cerrada. El calr generad en el cmbustible del reactr y transmitid después a un refrigerante se emplea para prducir vapr de agua, que va hacia la turbina, transfrmándse su energía en energía eléctrica en el alternadr. La fisión nuclear es un prces pr el cual ls núcles de cierts elements químics pesads se fisinan (se rmpen) en ds fragments pr el impact de una partícula (neutrón), liberand una gran cantidad de energía cn la que se btiene, en la central nuclear, vapr de agua. Las reaccines nucleares de fisión fuern descubiertas pr O. Hahn y F. Strassman en Sól ds isótps del urani y un del plutni cumplen las cndicines necesarias para ser utilizads en las reaccines de fisión: el urani-233, el urani-235 y el plutni-239. De ells, sól el segund se encuentra en la naturaleza y en muy pequeñas cantidades, el 0.7% del urani natural. Ls trs ds se btienen artificialmente. 6. Centrales Slares Una central slar es aquella instalación en la que se aprvecha la radiación slar para prducir energía eléctrica. Este prces puede realizarse mediante ds vías: Ftvltaica: Hacen incidir las radiacines slares sbre una superficie de un cristal semicnductr, llamada célula slar, y prducir en frma directa una crriente eléctrica pr efect ftvltaic. Este tip de centrales se están instaland en países dnde el transprte de energía eléctrica se debería de realizar desde mucha distancia, y hasta ahra su

7 emple es básicamente para iluminación, y algunas aplicacines dmésticas. Fttérmica: En las centrales slares que emplean el prces fttérmic, el calr de la radiación slar calienta un fluid y prduce vapr que se dirige hacia la turbina prduciend lueg energía eléctrica. El prces de captación y cncentración de la radiación slar se efectúa en uns dispsitivs llamads helistats, que actúan autmáticamente para seguir la variación de la rientación del Sl respect a la Tierra. Existen diverss tips de centrales slares de tip térmic, per las más cmunes sn las de tip trre, cn un númer grande de helistats. Para una central tip de sól 10 MWe, la superficie cupada pr ls helistats es de unas 20 Ha.

8 7. Centrales Eólicas Una central eólica es una instalación en dnde la energía cinética del vient se puede transfrmar en energía mecánica de rtación. Para ell se instala una trre en cuya parte superir existe un rtr cn múltiples palas, rientadas en la dirección del vient. Las palas hélices giran alrededr de un eje hrizntal que actúa sbre un generadr de electricidad, Aergeneradres. A pesar de que aprximadamente un 1% de la energía slar que recibe la Tierra se transfrma en mvimient

9 atmsféric, esta energía n se distribuye unifrmemente, l que limita su aprvechamient. Existen además limitacines tecnlógicas para alcanzar ptencias superires a un megavati, l cual hace que su utilidad esté muy restringida. Una central eólica n es más que un cnjunt de aergeneradres. 8. Centrales Getérmicas Una central getérmica cnsiste en instalacines que aprvechan la energía getérmica para prducir energía eléctrica. Una central getérmica n es nada más que una central térmica en la que la caldera ha sid reemplazada pr el reservri getérmic y en la que la energía es suministrada pr el calr de la Tierra, en vez del petróle u tr cmbustible.

10 9. Central Maremtriz La energía maremtriz es la energía asciada a las mareas prvcadas pr la atracción gravitatria del Sl y principalmente de la Luna. Las mareas se aprecian cm una variación del nivel del mar, que curre cada 12h 30 minuts y puede supner una diferencia del nivel desde uns 2 metrs hasta 15 metrs, según la diferencia de la tpgrafía cstera. La técnica utilizada cnsiste en encauzar el agua de la marea en una cuenca y, en su camin, accinar las turbinas de una central eléctrica. Cuand las aguas se retiran, también generan electricidad, usand un generadr de turbina reversible.