Central eléctrica
Una central eléctrica es una instalación industrial que genera electricidad a partir de energía primaria. La mayoría de las centrales eléctricas utilizan uno o varios generadores que convierten la energía mecánica en energía eléctrica[1] para suministrar la potencia a través la red eléctrica para satisfacer las necesidades eléctricas de la sociedad. La excepción son las centrales de energía solar, que utilizan celdas fotovoltaicas (en lugar de una turbina) para generar esta electricidad.
- Ejemplos de centrales eléctricas
Existen varios tipos de combustibles primarios o flujo de energía primaria que proporcionan su energía a una central eléctrica. Los combustibles más comunes son el carbón, el gas natural y el uranio (energía nuclear). Un flujo de energía primaria que se utiliza en gran escala para la generación de energía eléctrica es la hidroelectricidad (agua). Otros flujos que se utilizan para generar electricidad incluyen el viento, el sol, la geotermia y las mareas.
Los diferentes países obtienen su electricidad de diferentes tipos de centrales eléctricas. Por ejemplo, en Canadá, la mayor parte de la generación de electricidad proviene de centrales hidroeléctricas, las que representan alrededor del 60 por ciento de la electricidad total generada en Canadá.[5] Consulte la visualización de datos a continuación para explorar cómo los países de todo el mundo obtienen su electricidad.
Tipos de centrales eléctricas
Térmicas
La mayoría de las centrales térmicas utilizan combustible para calentar el agua de un depósito que se convierte en vapor (normalmente a alta presión). El vapor viaja a través de las tuberías para hacer girar las aspas, en forma de ventilador, de una turbina (consulte el ciclo Rankine para obtener más información). A medida que la turbina comienza a girar, hace girar bobinas de cable gigantes dentro del generador. Esto crea un movimiento relativo (continuo) entre la bobina de cable y el imán, que empuja los electrones e inicia el flujo de electricidad.[9]
- Las centrales eléctricas de combustibles fósiles queman su combustible con el fin de crear la energía térmica para hacer funcionar sus motores térmicos externos. Una central térmica convencional no usa vapor como las demás; funciona de manera similar a un motor a reacción donde se enciende y quema gas natural y el calor crea una presión que hace girar la turbina. Las centrales térmicas de ciclo combinado también utilizan tanto el calor como el vapor. Los tipos de centrales de combustibles fósiles incluyen las centrales eléctricas de carbón y las centrales eléctricas de gas natural, que representan los mayores productores de electricidad del mundo (consulte la visualización de datos a continuación).
- Las centrales eléctricas nucleares utilizan procesos de fisión para generar electricidad. En estas centrales, los núcleos de uranio se dividen, lo que crea la energía térmica necesaria para crear vapor. Luego ellas funcionan como las centrales eléctricas de combustibles fósiles, donde el vapor hace girar una turbina, generando electricidad. Las centrales eléctricas requieren el uso de reactores nucleares para llevar a cabo estos procesos de fisión. Algunos tipos de reactores incluyen reactores de agua a presión, reactores CANDU, reactores RBMK y reactores de agua en ebullición.
- Las centrales térmicas solares utilizan el calor de los rayos del sol para crear el vapor que se necesita para hacer girar la turbina.
Todas las centrales térmicas están todas limitadas por el segundo principio de la termodinámica, lo que significa que no pueden transformar toda su energía térmica en electricidad. Esto limita sus eficiencias, sobre esta limitación se puede leer en las páginas de eficiencia de Carnot y entropía.
Renovables
Las centrales eléctricas renovables obtienen su energía directamente de sus respectivos flujos para generar electricidad. Estas fuentes de energía primaria se reponen eventualmente, pero están limitadas por la cantidad de energía disponible en un determinado momento o lugar. Por lo tanto, a menudo son intermitentes y no despachables.[9]
- Las instalaciones hidroeléctricas utilizan la energía del agua que cae en los ríos y embalses para hacer girar un generador y así generar electricidad. Esta fuente de energía tiende a ser más confiable (despachable) que otros recursos renovables, especialmente cuando la instalación funciona con un reservorio.[11]
- Las turbinas eólicas obtienen su energía del viento, que al entrar en contacto reduce la velocidad del viento y transfiere su energía cinética a la turbina. La resistencia del aire hace que la turbina gire y la eficiencia máxima de las turbinas viene dada por el límite de Betz.
- Los paneles solares utilizan celdas fotovoltaicas para generar electricidad. Los fotones que llegan del sol golpean los átomos dentro de los semiconductores del panel, lo que hace que fluyan los electrones. La energía solar es intermitente, pero combinada con las tecnologías de almacenamiento de energía, pueden ser mucho más confiable.
Transporte de electricidad
Una vez que se genera la electricidad, los transformadores "aumentan" la potencia eléctrica a un voltaje más alto para transportarla largas distancias con una pérdida mínima de energía. La electricidad luego se transmite a través de "pilones" a lo largo de cables eléctricos aéreos hasta su destino, donde los transformadores posteriormente "reducen" la energía eléctrica a voltajes seguros para viviendas y servicios públicos. Para una historia más completa, consulte transmisión eléctrica.
Generación de electricidad a nivel mundial
El siguiente mapa muestra cuales fuentes de energía primaria los diferentes países utilizan para generar su electricidad. Haga clic en la región para ampliar un grupo de países, luego haga clic en el país para ver de dónde proviene su electricidad.
Ver lecturas adicionales
- Electricidad
- Energía primaria
- Combustible vs flujo
- Energía térmica
- Energía renovable
- Sistema de almacenamiento de electricidad
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Referencias
- ↑ A. Atkins and M. Escudier, A dictionary of mechanical engineering. Oxford: Oxford University Press, 2013
- ↑ Wikimedia Commons [Online], Available: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bb/Gundremmingen_Nuclear_Power_Plant.jpg
- ↑ Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4d/Fermi_NPP.jpg
- ↑ Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8b/GreenMountainWindFarm_Fluvanna_2004.jpg
- ↑ Canadian Electricity Association. (April 4, 2015). Canada's Electricity Industry [Online]. Available: http://www.electricity.ca/media/Electricity101/Electricity101.pdf
- ↑ Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/ab/ThreeGorgesDam-China2009.jpg
- ↑ Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cb/Lake_Side_Power_Plant.jpg
- ↑ Wikimedia Commons [Online], Available: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/45/Giant_photovoltaic_array.jpg
- ↑ 9,0 9,1 Entergy. (April 4, 2015). Power Plants [Online]. Available: http://www.entergy.com/energy_education/power_plants.aspx
- ↑ http://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/students/animated-bwr.html
- ↑ First Hydro Company, Dinorwig Power Station [Online], Available: http://www.fhc.co.uk/dinorwig.htm
