Centrales eléctricas 2ª parte Fotografías de: Rafael Alejo García-Mauricio http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/pagina principal

Centrales termoeléctricas clásicas Se denominan centrales termoeléctricas clásicas o convencionales aquellas centrales que producen energía eléctrica a partir de la combustión de carbón, fuel-oil o gas en una caldera diseñada al efecto. El apelativo de "clásicas" o "convencionales" sirve para diferenciarlas de otros tipos de centrales termoeléctricas (nucleares y solares), las cuales generan electricidad a partir de un ciclo termodinámico, pero mediante fuentes energéticas distintas de los combustibles fósiles empleados en la producción de energía eléctrica desde hace décadas, con tecnologías diferentes y mucho mas recientes que las de las centrales termoeléctricas clásicas.

Esquema de funcionamiento de una central clásica 1 Cinta transportadora 2 Tolva 3 Molino 4 Caldera 5 Cenizas 6 Sobrecalentador 7 Recalentador 8 Economizador 9 Calentador de aire 10 Precipitador 11 Chimenea 12 Turbina de alta presión 13 Turbina de media presión 14 Turbina de baja presión 15 Condensador 16 Calentadores 17 Torre de refrigeración 18 Transformadores 19 Generador 20 Línea de transporte de energía eléctrica

Descripción del funcionamiento Dentro de la caldera se produce el vapor que acciona los álabes de los cuerpos de las turbinas de alta presión (12), media presión (13) y baja presión (14), haciendo girar el rotor de la turbina que se mueve solidariamente con el rotor del generador (19), donde se produce energía eléctrica, la cual es transportada mediante líneas de transporta a alta tensión (20) a los centros de consumo. Después de accionar las turbinas, el vapor pasa a la fase líquida en el condensador (15). El agua obtenida por la condensación del vapor se somete a diversas etapas de calentamiento (16) y se inyecta de nuevo en la caldera en las condiciones de presión y temperatura más adecuadas para obtener el máximo rendimiento del ciclo.

Continuación... El sistema de agua de circulación que refrigera el condensador puede operarse en circuito cerrado, trasladando el calor extraído del condensador a la atmósfera mediante torres de refrigeración (17), o descargando dicho calor directamente al mar o al río. Para minimizar los efectos de la combustión de carbón sobre el medio ambiente, la central posee una chimenea (11) de gran altura que dispersa los contaminantes en las capas altas de la atmósfera, y precipitadores (10) que retienen buena parte de los mismos en el interior de la propia central.

Central Costanera Inaugurada en 1963, con cinco máquinas de 120 MW brutos cada una , en 1976 se incorpora una unidad de 350 MW, y en 1985 entra en servicio la unidad N. 7, con 310 MW. De esta manera, la central con un total de 1260 MW se convierte en la planta de generación térmica con mayor potencia instalada en Argentina.

Preservación del medio ambiente Para evitar que el funcionamiento de las centrales termoeléctricas clásicas pueda dañar el entorno natural, estas plantas llevan incorporados una serie de sistemas y elementos que afectan a la estructura de las instalaciones, como es el caso de las torres de refrigeración. La Central Costanera utiliza combustible líquido con bajo contenido de azufre, y tiene instalados instrumentos de control de emisión de gases en las chimeneas

Central Buenos Aires - ciclo combinado - potencia del ciclo 322 MW Utiliza gas natural pudiendo funcionar también con combustible líquido

Esquema de un ciclo combinado Debido a las características de las turbinas a gas y de las turbinas a vapor, las condiciones de acoplamiento térmico entre los dos ciclos son muy buenas. En un ciclo combinado (turbina a gas/turbina a vapor), el calor necesario para la caldera de la turbina a vapor está suministrado por los gases calientes de escape de la turbina a gas.

Esquema constructivo de un ciclo combinado Una característica constructiva importante de un ciclo combinado es su construcción modular, es decir, las turbinas a gas se instalan primero y comienzan a producir energía eléctrica generando un retorno financiero. Posteriormente se instala la turbina a vapor con respectivas calderas de recuperación como se observa en la figura.

Centrales nucleares El combustible, generalmente un compuesto de uranio El moderador, por ejemplo el agua El refrigerante, agua ligera agua pesada o gases El reflector, reduce el escape de neutrones Elementos de control en forma de barras El blindaje que impide el escape de radiación Un reactor nuclear es una instalación capaz de iniciar, mantener y controlar las reacciones de fisión en cadena, con los medios adecuados para extraer el calor generado. Un reactor nuclear consta de varios elementos, que tienen cada uno un papel importante en la generación del calor:

Esquema de una central nuclear 1- Circuito primario (edificio reactor), 2- circuito secundario (generación), 3- circuito de refrigeración

Atucha I - Lima Pcia. Buenos Aires - potencia 335 MW Es una mejora tecnológica de la central nuclear alemana MZFR de 50 MW construida por Siemens durante los años 1961 a 1965, dotada de un reactor de uranio natural moderado y refrigerado por agua pesada

Central solar Es aquella instalación en la que se aprovecha la radiación solar para producir energía eléctrica. En la actualidad la energía solar está siendo aprovechada para fines energéticos a través de dos principios diferentes: 1- Vía térmica Este sistema de aprovechamiento se puede dividir en dos grupos, de baja o media temperatura y de alta temperatura. 2- Vía fotovoltaica Se utilizan células solares productoras de energía eléctrica.

Sistemas de aprovechamiento de alta temperatura Se consigue que la radiación solar caliente a alta temperatura un fluido primario. Este fluido transmite el calor a un circuito secundario por el que circula un segundo fluido que, tras transformarse en vapor por la acción del calor, pone en marcha una turbina acoplada a un alternador. Generalmente, todas estas instalaciones solares tienen incorporado un dispositivo que permite almacenar una cierta cantidad de energía en forma de calor para paliar en lo posible las fluctuaciones que puede presentar la radiación solar.

Centrales solares termoeléctricas de receptor central En ellas, la radiación solar incide en un "campo de heliostatos”. Este es una amplia superficie cubierta de grandes espejos (heliostatos) que concentran la radiación solar captada en un receptor.

Esquema de una central solar con heliostatos

Centrales solares fotovoltaicas Se basan en un conjunto de "células solares o fotovoltaicas" fabricadas con un material semiconductor cristalino (a base de silicio), que al ser incididas por la luz del sol, producen una corriente eléctrica por efecto fotovoltaico. Se observa un panel instalado en una cabina de control de una autopista.