¿Cuáles son los tipos de centrales eléctricas?

 

Turbina de vapor

La mayoría de las centrales eléctricas tradicionales producen energía quemando combustible para liberar calor. Por esa razón, se les llama centrales térmicas (basadas en calor). Las plantas de carbón y aceite funcionan como lo he mostrado en la ilustración anterior, que queman combustible con oxígeno para liberar energía térmica, que hierve el agua e impulsa una turbina de vapor. Este diseño básico a veces se llama un ciclo simple.

 

Turbina de gas

Las plantas de gas natural funcionan de una manera ligeramente diferente que es bastante similar a cómo funciona un motor a reacción. En lugar de generar vapor, queman un flujo constante de gas y lo utilizan para impulsar un diseño de turbina ligeramente diferente (llamado turbina de gas).

 

Diseños combinados

Cada central eléctrica construida ha tenido un objetivo principal: obtener la mayor cantidad posible de electricidad de su combustible, es decir, ser lo más eficiente posible. Cuando los motores a reacción gritan a través del cielo disparando gases calientes como chorros de cohetes en su estela, están desperdiciando energía. No hay mucho que podamos sobre eso en un avión, pero podemos hacer algo al respecto en una central eléctrica. Podemos tomar los gases de escape que provienen de una turbina de gas y usarlos para alimentar una turbina de vapor también en lo que se denomina un ciclo combinado. Eso nos permite producir hasta un 50 por ciento más de electricidad a partir del combustible en comparación con una planta de ciclo simple y ordinaria. Alternativamente, podemos mejorar la eficiencia de una planta de energía pasando gases de desecho a través de un intercambiador de calor para que, en cambio, calienten el agua. Este diseño se denomina calor y energía combinados (CHP) o cogeneración, y se está convirtiendo rápidamente en uno de los diseños más populares (también se puede utilizar para la producción de energía a muy pequeña escala en unidades de aproximadamente el mismo tamaño que los motores de automóviles).

 

Nuclear

Las plantas de energía nuclear funcionan de manera similar a las plantas de ciclo simple de carbón o aceite, pero en lugar de quemar combustible, rompen átomos para liberar energía térmica. Esto se utiliza para hervir agua, generar vapor y alimentar una turbina de vapor y un generador de la manera habitual. Para más detalles, vea nuestro artículo principal sobre cómo funcionan las plantas de energía nuclear.

 

Hidro

Si bien todos estos tipos de centrales eléctricas son esencialmente térmicas (generando y liberando calor para impulsar una turbina de vapor o de gas), otros dos tipos muy comunes no utilizan ningún tipo de calor. Las plantas de almacenamiento hidroeléctricas y bombeadas están diseñadas para canalizar grandes cantidades de agua a través de enormes turbinas de agua (piense en ellas como ruedas hidráulicas muy eficientes), que impulsan los generadores directamente. En una planta hidroeléctrica, se hace un río para retroceder detrás de una enorme presa de concreto. El agua puede escapar a través de una abertura relativamente pequeña en la presa llamada compuerta y, al hacerlo, hace que una o más turbinas giren alrededor. Mientras el río fluya, las turbinas giran y la represa genera energía hidroeléctrica. Aunque no producen contaminación ni emisiones, las estaciones hidroeléctricas son muy dañinas de otra manera: degradan los ríos al bloquear su flujo e inundan grandes áreas, obligando a muchas personas a abandonar sus hogares (la Presa de las Tres Gargantas en China desplazó a aproximadamente 1.2 millones de personas).

El almacenamiento por bombeo genera electricidad de manera similar a una planta hidroeléctrica, pero transporta la misma agua de ida y vuelta entre un lago de alto nivel y uno más bajo. En momentos de máxima demanda, se permite que el agua escape del lago alto al inferior, generando electricidad a un precio alto. Cuando la demanda es menor, en medio de la noche, el agua vuelve a bombearse de nuevo desde el lago bajo al más alto usando electricidad de baja velocidad. Por lo tanto, el almacenamiento por bombeo es realmente una forma de aprovechar cómo la electricidad vale más en algunos momentos que en otros.

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