CENTRALES ELCTRICASIntroduccin

El aprovechamiento de las fuerzas naturales fue constante preocupacin de la humanidad que vio en ellas un medio de aliviar el trabajo muscular con el ahorro consiguiente de las energas del hombre, quien de este modo podra realizar cantidades de trabajos importantes que hubieran precisado abundante mano de obra.

Una central elctrica es una instalacin capaz de convertir la energa mecnica en energa elctrica.

Las principales fuentes de energa son el agua, el gas, el uranio, el viento y la energa solar. Estas fuentes de energa primaria sirven para mover los labes de una turbina, que a su vez est conectada en un generador elctrico.

Hay que tener en cuenta que hay instalaciones de generacin donde no se realiza la transformacin de energa mecnica en electricidad como, por ejemplo:

Los parques fotovoltaicos, donde la electricidad se obtiene de la transformacin directa de la radiacin solar.

Las pilas de combustible o bateras, donde la electricidad se obtiene directamente a partir de la energa qumica.

Podemos considerar que el esquema de una central elctrica es:

En general, la energa mecnica procede de la transformacin de la energa potencial del agua almacenada en un embalse; de la energa trmica suministrada al agua mediante la combustin del carbn, gas natural, o fuel, o a travs de la energa de fisin del uranio.

Para realizar la conversin de energa mecnica en elctrica, se emplean unos generadores que constan de dos piezas fundamentales: El estator: Armadura metlica, que permanece en reposo, cubierta en su interior por unos hilos de cobre, que forman diversos circuitos. El rotor: Est en el interior del estator y gira accionado por la turbina. Est formado en su parte interior por un eje, y en su parte ms externa por unos circuitos, que se transforman en electroimanes cuando se les aplica una pequea cantidad de corriente.Cuando el rotor gira a gran velocidad, debido a la energa mecnica aplicada en las turbinas, se produce unas corrientes en los hilos de cobre del interior del estator. Estas corrientes proporcionan al generador la denominada fuerza electromotriz, capaz de producir energa elctrica a cualquier sistema conectado a l.

Como hemos visto la turbina es la encargada de mover el rotor del generador y producir la corriente elctrica. La turbina a su vez es accionada por la energa mecnica del vapor de agua a presin o por un chorro de agua.

Todas las centrales elctricas constan de un sistema de "turbina-generador" cuyo funcionamiento bsico es, en todas ellas, muy parecido, variando de unas a otras la forma en que se acciona la turbina, o sea, dicho de otro modo en que fuente de energa primaria se utiliza, para convertir la energa contenida en ella en energa elctrica.

CENTRALES HIDROELCTRICAS

Fueron las primeras centrales elctricas que se construyeron.Una central hidroelctrica es aquella en la que la energa potencial del agua almacenada en un embalse se transforma en la energa cintica necesaria para mover el rotor de un generador, y posteriormente transformarse en energa elctrica.Por ese motivo, se llaman tambin centrales hidrulicas.Las centrales hidroelctricas se construyen en los cauces de los ros, creando un embalse para retener el agua. Para ello se construye un muro grueso de piedra, hormign u otros materiales, apoyado generalmente en alguna montaa.La masa de agua embalsada se conduce a travs de una tubera hacia los labes de una turbina que suele estar a pie de presa, la cual est conectada al generador. As, el agua transforma su energa potencial en energa cintica, que hace mover los labes de la turbina.

CENTRALES TRMICAS

Una central trmica para produccin de energa elctrica, es una instalacin en donde la energa mecnica que se necesita para mover el rotor del generador y por tanto para obtener la energa elctrica, se obtiene a partir del vapor formado al hervir el agua en una caldera.El vapor generado tiene una gran presin, y se hace llegar a las turbinas para que su expansin sea capaz de mover los labes de las mismas.Las denominadas termoelctricas clsicas son de: carbn, de fuel o gas natural. En dichas centrales la energa de la combustin del carbn, fuel o gas natural se emplea para hacer la transformacin del agua en vapor.Una central trmica clsica se compone de una caldera y de una turbina que mueve al generador elctrico. La caldera es el elemento fundamental y en ella se produce la combustin del carbn, fuel o gas.

CENTRALES NUCLEARES

Una central nuclear es una central trmica. La diferencia fundamental entre las centrales trmicas nucleares y las trmicas clsicas reside en la fuente energtica utilizada. En las primeras, el uranio y en las segundas, la energa de los combustibles fsiles.Una central nuclear es, por tanto, una central trmica en la que acta como caldera un reactor nuclear. La energa trmica se origina por las reacciones de fisin en el combustible nuclear formado por un compuesto de uranio.El combustible nuclear se encuentra en el interior de una vasija hermticamente cerrada. El calor generado en el combustible del reactor y transmitido despus a un refrigerante se emplea para producir vapor de agua, que va hacia la turbina, transformndose su energa en energa elctrica en el alternador.La fisin nuclear es un proceso por el cual los ncleos de ciertos elementos qumicos pesados se fisionan (se rompen) en dos fragmentos por el impacto de una partcula (neutrn), liberando una gran cantidad de energa con la que se obtiene, en la central nuclear, vapor de agua.

CENTRALES SOLARES

Una central solar es aquella instalacin en la que se aprovecha la radiacin solar para producir energa elctrica.Este proceso puede realizarse mediante dos vas: Fotovoltaica: Hacen incidir las radiaciones solares sobre una superficie de un cristal semiconductor, llamada clula solar, y producir en forma diracta una corriente elctrica por efecto fotovoltaico.Este tipo de centrales se estn instalando en paises donde el transporte de energa elctrica se debera de realizar desde mucha distancia, y hasta ahora su empleo es bsicamente para iluminacin, y algunas aplicaciones domsticas.

Fototrmica: En las centrales solares que emplean el proceso fototrmico, el calor de la radiacin solar calienta un fluido y produce vapor que se dirige hacia la turbina produciendo luego energa elctrica.El proceso de captacin y concentracin de la radiacin solar se efecta en unos dispositivos llamados heliostatos, que actan automticamente para seguir la variacin de la orientacin del Sol respecto a la Tierra.

CENTRALES ELICAS

Una central elica es una instalacin en donde la energa cintica del viento se puede transformar en energa mecnica de rotacin. Para ello se instala una torre en cuya parte superior existe un rotor con mltiples palas, orientadas en la direccin del viento. Las palas o hlices giran alrededor de un eje horizontal que acta sobre un generador de electricidad, Aerogeneradores.

A pesar de que aproximadamente un 1% de la energa solar que recibe la Tierra se transforma en movimiento atmosfrico, esta energa no se distribuye uniformemente, lo que limita su aprovechamiento.

Existen adems limitaciones tecnolgicas para alcanzar potencias superiores a un megavatio, lo cual hace que su utilidad est muy restringida.Una central elica no es ms que un conjunto de aerogeneradores.

CENTRALES GEOTRMICAS

Una central geotrmica son unas instalaciones que aprovecha la energa geotrmica para producir energa elctrica.Una central geotrmica no es nada ms que una central trmica en la que la caldera ha sido reemplazada por el reservorio geotrmico y en la que la energa es suministrada por el calor de la Tierra, en vez del petrleo u otro combustible.