Central termoeléctrica: qué es, partes y características
¿Qué es una central termoeléctrica?
Una central termoeléctrica, también conocida como planta de generación termoeléctrica, es un sistema constituido para generar energía eléctrica mediante la liberación de calor por quema de combustibles fósiles (gas natural, petróleo, carbón, etc.).
El mecanismo empleado en la actualidad para generar energía eléctrica a partir de combustibles fósiles consiste, en esencia, en tres fases: quema de combustible, accionamiento de turbinas y accionamiento del generador eléctrico.
1) Quema de combustible ==> Transformación de energía química en energía térmica.
2) Accionamiento de las turbinas mediante el generador eléctrico sujeto a la turbina ==> Transformación en energía eléctrica.
3) Accionamiento del generador eléctrico sujeto a la turbina ==> Transformación en energía eléctrica.
Mediante este método funcionan, a grandes rasgos, la gran mayoría de las centrales termoeléctricas convencionales a nivel mundial.
Constituyen los sistemas más económicos y eficientes desde el punto de vista eléctrico, aunque desde el punto de vista medioambiental, y a pesar de que se trata de no contaminar en exceso, no se ha logrado rebajar el impacto, y suelen ser bastante contaminantes.
Partes de una central termoeléctrica
Una central termoeléctrica tiene una infraestructura y características muy específicas, indispensables para poder cumplir con el propósito de generación eléctrica de la manera más eficiente y con el menor impacto ambiental posible.
Esta instalación está conformada por una compleja infraestructura que abarca sistemas de depósitos de combustibles, calderas, mecanismos de refrigeración, turbinas, generadores y sistemas de transmisión eléctrica.
A continuación, las partes más importantes de una central termoeléctrica:
Depósito de combustible fósil
Se trata de un reservorio de combustible acondicionado según las medidas de seguridad, salud y ambiente, correspondientes a la legislación de cada país. Este depósito no debe implicar riesgo alguno para los trabajadores de la planta.
Caldera
La caldera es el mecanismo de generación de calor mediante la transformación de la energía química, liberada durante la quema de combustible, en energía térmica.
En esta parte se lleva a cabo el proceso de quema de combustible, y para ello la caldera debe ser fabricada con materiales resistentes a elevadas temperaturas y presiones.
Generador de vapor
La caldera está recubierta por tuberías de circulación de agua a su alrededor, este es el sistema de generación de vapor.
El agua que recorre este sistema se calienta debido a la transferencia de calor procedente de la quema de combustible, y se evapora rápidamente. El vapor generado está sobrecalentado y es liberado a alta presión.
Turbina
La salida del proceso anterior, es decir, el vapor de agua generado debido a la quema de combustible, acciona un sistema de turbinas que transforma la energía cinética del vapor en movimiento rotatorio.
El sistema puede estar conformado por varias turbinas, cada una con un diseño y función específicos, dependiendo del nivel de presión del vapor que estas reciban.
Generador eléctrico
La batería de turbinas se encuentra conectada a un generador eléctrico mediante un eje en común. A través del principio de inducción electromagnética, el movimiento del eje hace que el rotor del generador se movilice.
Este movimiento, a su vez, induce una tensión eléctrica en el estator del generador, con lo cual se transforma la energía mecánica, proveniente de las turbinas, en energía eléctrica.
Condensador
Con la finalidad de garantizar la eficiencia del proceso, el vapor de agua que acciona las turbinas es enfriado y distribuido, dependiendo de si puede ser reutilizado o no.
El condensador enfría el vapor mediante un circuito de agua fría, que bien puede provenir de un cuerpo de agua cercano, o reutilizarse de algunas de las fases intrínsecas del proceso de generación termoeléctrica.
Torre de refrigeración
El vapor de agua se traslada a una torre de refrigeración para drenar dicho vapor hacia el exterior, a través del paso por una malla metálica muy fina.
De este proceso se obtienen dos salidas: una de ellas es el vapor de agua que va directamente a la atmósfera y, por ende, queda descartado del sistema. La otra salida es el vapor de agua frío que vuelve al generador de vapor para ser utilizado nuevamente al inicio del ciclo.
En todo caso, la pérdida de vapor de agua que es expulsada hacia el ambiente debe ser repuesta mediante la inserción de agua fresca al sistema.
Subestación
La energía eléctrica generada debe ser transmitida hacia el sistema interconectado. Para ello, la potencia eléctrica es transportada desde la salida del generador hacia una subestación.
Allí, los niveles de tensión (voltaje) se elevan con la finalidad de disminuir las pérdidas de energía debido a la circulación de corrientes altas en los conductores, básicamente por recalentamiento de los mismos.
Desde la subestación, la energía es transportada hacia las líneas de transmisión, donde se incorpora al sistema eléctrico para su consumo.
Chimenea
Por la chimenea se expulsan los gases y demás desechos de la quema de combustible hacia el exterior. No obstante, antes de ello los humos que resultan de este proceso son depurados.
Características de una central termoeléctrica
Las características más destacadas de las centrales termoeléctricas son las siguientes:
– Se trata del mecanismo de generación más económico que existe, dada la simplicidad del montaje de la infraestructura, en comparación con otro tipo de plantas de generación eléctrica.
– Son consideradas como energías no limpias, dada la emisión de dióxido de carbono y otros agentes contaminantes a la atmósfera.
Estos agentes afectan directamente sobre la emisión de lluvia ácida e incrementan el efecto invernadero que daña la atmósfera terrestre.
– Las emisiones de vapor y el remanente térmico pueden incidir directamente en el microclima de la zona en la cual estén ubicadas.
– El descarte de agua caliente luego de la condensación puede influir negativamente en el estado de los cuerpos de agua aledaños a la central termoeléctrica.
¿Cómo funcionan?
El ciclo de generación termoeléctrica se inicia en la caldera, donde se quema el combustible y se activa el generador de vapor.
Luego, el vapor sobrecalentado y presurizado acciona las turbinas, las cuales están unidas mediante un eje a un generador eléctrico.
La potencia eléctrica es transportada mediante una subestación hacia un patio o planta de transmisión, el cual está conectado a unas líneas de transmisión que permiten satisfacer las demandas energéticas del poblado adyacente.
Referencias
- Central termoeléctrica (s.f.). La Habana, Cuba. Recuperado de: ecured.cu
- Centrales térmicas o termoeléctricas convencionales (s.f.). Recuperado de: energiza.org
- Cómo funciona una central térmica (2016). Recuperado de: sostenibilidadedp.es
- Funcionamiento de una central termoeléctrica (s.f.). Empresa Provincial de Energía de Córdoba. Córdoba, Argentina. Recuperado de: epec.com.ar
- Molina, A. (2010). ¿Qué es una central termoeléctrica? Recuperado de: nuevamujer.com
- Wikipedia, La Enciclopedia Libre (2018). Central termoeléctrica. Recuperado de: es.wikipedia.org