Central Térmica: Funcionamiento y Proceso de Producción de Energía

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¿Qué es una central térmica?

La energía térmica, también conocida como termoeléctrica, es la energía que se genera a partir del calor.

Por lo tanto, la central térmica es una instalación donde se produce energía eléctrica tomando como base la combustión de carbón, fuel-oil, núcleos de uranio o gas natural.

Dicha combustión ocurre en una caldera diseñada con ese fin.

central térmicaUna central termoeléctrica convencional produce la energía eléctrica a partir del calor que genera la combustión al ser quemados los combustibles fósiles como el petróleo, el carbón y el gas natural.

Este calor es empleado por un ciclo termodinámico convencional para mover un alternador y producir la energía eléctrica, liberando dióxido de carbono a la atmósfera.

La estación nuclear es aquella donde el calor se  obtiene mediante la fusión de núcleos de uranio. 

Aunque la energía nuclear no contribuye al efecto invernadero, tiene el inconveniente de los residuos radiactivos que deben ser  guardados durante cientos de años. 

Otro de los inconvenientes es que pueden producirse accidentes muy graves que afectan a grandes comunidades.

ETALFA_Central TermicaEn una estación térmica, la generación eléctrica se  produce básicamente mediante generadores eléctricos,  que, si bien estos no difieren entre sí en cuanto a su principio de funcionamiento, varían en relación con la forma en que se accionan.

Por la peligrosidad del proceso, en las centrales térmicas se elaboran planes de contingencia para evitar accidentes graves, sobre la base de asegurar la integridad física de los trabajadores ante una emergencia.

¿Para qué sirven las centrales térmicas?

Las centrales que usan combustibles fósiles sirven para producir mucha energía en determinado espacio.

Pero igualmente pueden agotar los yacimientos y emiten gases muy contaminantes, que es la gran falla de que hacen gala.

central térmicaAsimismo, las centrales que emplean biomasa, que es renovable,  pueden producir deforestación  si su consumo supera la capacidad de regeneración de la vegetación.

En conjunto, las centrales eléctricas de carbón, nucleares, geotérmica, energía solar térmica o de combustión de biomasa y de gas natural, son centrales termoeléctricas, porque todas producen electricidad.

Las centrales termoeléctricas no nucleares, especialmente las de combustibles fósiles, son conocidas también como centrales térmicas o centrales termoeléctricas no convencionales.

Esto, porque las centrales térmicas convencionales  pueden usar indistintamente fuentes de energía no renovables como el carbón, el petróleo y el gas, o fuentes de energía renovables como la biomasa.

La eficiencia mejora cuando se produce el ciclo combinado en el cual el calor residual de una turbina de gas puede usarse para producir vapor y a su vez producir electricidad.

¿Cómo se produce la energía?

La energía termoeléctrica resulta de liberar el agua por medio de un combustible para accionar un alternador con el objetivo de producir energía eléctrica, en las centrales térmicas.

En las centrales térmicas convencionales se produce electricidad a partir de combustibles fósiles como carbón, fuel-oil o gas natural, mediante un ciclo termodinámico de agua-vapor.

Energia, Electrica central térmicaLa energía eléctrica se produce mediante un complicado proceso de varias fases en el que la energía que posee el combustible fósil se transforma en energía calorífica en la caldera, energía mecánica en la turbina y energía eléctrica en el generador.

 El principal combustible es el carbón  que, a su vez, se complementa con fuel-oil y gasoil, que sirven como combustibles de apoyo.

La energía eléctrica se obtiene a partir de la energía liberada en forma de calor, mediante la combustión de los combustibles fósiles mencionados.

En el proceso se emplean máquinas de fluido por las cuales pasa un fluido en forma continua, que le entrega su energía a través de un rodete con paletas.

La turbina es un motor rotativo que convierte en energía mecánica la energía de una corriente de agua, vapor de agua o gas.

¿Cómo la almacena?

El almacenamiento de energía tiene el objetivo de conseguir electricidad en el momento en que no pueda producirse.

Es decir, que la generación de electricidad no tenga que hacerse en el momento en que la demandan los consumidores.

Por ejemplo:
No habrá que parar aerogeneradores cuando haya viento en la noche, sino que sería posible recuperar la energía generada y almacenada cuando se produjera algún pico de demanda.

Así se evitaría tener que poner en funcionamiento las centrales térmicas contaminantes.

En este sentido, debemos decir que la energía eléctrica no se puede almacenar como tal, sino que es necesario transformarla en otros tipos de energía, como la energía mecánica o la química, para las que sí es viable el almacenamiento.

Algunos ejemplos de tecnologías mecánicas de almacenamiento:

  • El bombeo de agua a cotas más elevadas.
  • La compresión de aire en reservas subterráneas.
  • El uso de volantes de inercia que almacenan energía en el movimiento de un pesado volante girando en un eje.

Otras consideraciones sobre el almacenamiento

Para almacenar energía eléctrica como energía química se puede utilizar hidrógeno molecular (H2).

qué son las centrales térmicasComo este es un compuesto que no se encuentra fácilmente en la naturaleza, se puede producir rompiendo moléculas de agua, utilizando un equipo llamado electrolizador.

Para transformarlo en electricidad se necesita una turbina, un motor o las pilas de combustible, que convierte el hidrógeno en electricidad y agua. 

Asimismo, existen tecnologías basadas en energía electromagnética o los supercondensadores.

Estos se basan en el almacenamiento de cargas eléctricas al aplicar una carga de potencial entre dos conductores separados por un aislante eléctrico,

Las baterías también son acumuladores de energía eléctrica; las hay muchas y variadas y se encuentran con facilidad, son eficientes y tienen precios asequibles para todos.

¿Qué ventajas tiene la central térmica?

Ventajas:
  • Son relativamente baratas de construir, claro, teniendo en cuenta el precio por megavatio instalado.
  • Su construcción es simple.
  • Generan energía de forma masiva.
  • Un detalle importante es que las centrales de ciclo combinado de gas natural son mucho más eficientes que una termoeléctrica convencional, pues aumentan la energía eléctrica generada y por lo tanto aumentan también las ganancias con la misma cantidad de combustible.
  • La energía generada es grande, por lo que podría emplearse como energía residual para calentar o refrigerar grandes edificaciones mediante una buena red de distribución.

¿Qué desventajas tiene?

Las desventajas están referidas al uso de los combustibles fósiles por parte de estas plantas:

  • El uso de tales combustibles genera emisiones de gases de efecto invernadero, o de lluvia ácida, que contaminan el ambiente. Por lo que favorecen el calentamiento global y al cambio climático.
  • También generan hollines de carbón, si no están bien depurados los humos.
  • Los combustibles fósiles, como se sabe, no son una fuente de energía infinita; por lo tanto, su uso está limitado por la disponibilidad de las reservas y su rentabilidad económica.
  • Cuando la refrigeración se hace mediante el agua de río, afecta negativamente los ecosistemas fluviales.

¿Es ecológica?

La central térmica no es ecológica, porque la emisión de residuos a la atmósfera y los propios procesos de combustión que se producen en el proceso tienen mucha incidencia en el medio ambiente.

Central térmica no ecológicaPor eso, para paliar algunos daños, las plantas incorporan a sus instalaciones diversos sistemas.

Se sabe que algunos tipos de centrales termoeléctricas contribuyen al efecto invernadero, al emitir dióxido de carbono. 

Por supuesto, a esto  escapan las centrales de energía solar térmica  que son limpias porque no queman ningún combustible.

Pero el carbón sí es nocivo, porque se compone de carbono e impurezas, que al quemarse se convierte en dióxido de carbono.

También puede convertirse en monóxido de carbono si la combustión es pobre de oxígeno, como ocurre en algunas ocasiones.

Es así como el problema de la contaminación se nota en las centrales térmicas convencionales que utilizan carbón como combustible, pues la combustión del carbón también tiene la consecuencia de la emisión de partículas y óxidos de azufre que contaminan la atmósfera.

El fuel-oil, aunque contamina menos, emite óxidos de azufre y hollines ácidos, pero eso no sucede con las plantas de gas.

¿Es eficiente una central térmica?

El rendimiento de las centrales termoeléctricas, especialmente las que funcionan con gas natural, está fuera de duda.

De ellas emana la electricidad que se consume en buena parte del mundo, mejorando las condiciones de vida de los ciudadanos.

Sin embargo, se considera que el rendimiento térmico de esas centrales puede ser mejorado con el aprovechamiento de los gases de la combustión, en especial del calor latente de una parte de ellos.

¿Es segura?

La electricidad es una energía limpia imprescindible en todo el planeta, se deben tomar medidas para preservar el medio ambiente durante el proceso de generación, transportación y distribución hasta su destino final, es decir, el consumidor.

Ya hemos establecido antes la necesidad de que en las centrales se apliquen medidas de protección para evitar ese impacto, o minimizarlo, debido a la utilización de combustibles fósiles en el proceso de generación eléctrica, a fin de darle seguridad tanto a los consumidores como a los trabajadores.

En este sentido, podemos tomar como ejemplo los lineamientos de las empresas españolas dedicadas al ramo.

EDP España, por ejemplo, diseñó, como corresponde, un plan de protección en las centrales térmicas, buscando  el equilibrio entre las actividades económicas, sociales y medioambientales,  del siguiente tenor:

  1. Contribuir activamente a la preservación del medio ambiente y de la biodiversidad, y promocionar las mejores prácticas de gestión ambiental en la cadena de valor.
  2. Cumplir con la legislación y normativa aplicable.
  3. Garantizar la transparencia y el diálogo con todas las partes interesadas.
  4. Promocionar la innovación y la creatividad.
  5. Crear valor de forma continua a través de la prestación de servicios de excelencia, integrando los aspectos ambientales y sociales en la estrategia y toma de decisiones, y promocionando el desarrollo de competencias de los colaboradores, reconociendo la excelencia y el mérito.

cómo funcionan las centrales térmicasClaro que el mayor reto para las centrales  es la preservación del medio ambiente,  debido al daño que las emisiones pueden causar en este sentido.

Empresas como las mencionadas han debido adoptar medidas para evitar la emisión de contaminantes atmosféricos.

Para eso han construido plantas de desulfuración de gases en sus centrales térmicas de carbón, con  rendimientos superiores el 90% en la reducción de SO2. 

También han instalado quemadores en algunas de sus centrales térmicas para reducir las emisiones de óxidos de nitrógeno.

Y finalmente, las centrales deben adoptar medidas de protección internas, creando organismos de seguridad para sus trabajadores día y noche, para evitar accidentes laborales.

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Mi nombre es Teresa Vaz Ferrà y soy estudiante de Biología en Barcelona. Me gusta colaborar con esta página porque desde bien joven me ha encantado el funcionamiento de la naturaleza y la biología. Tenía claro que quería estudiar algo relacionado con estos temas y por eso me acabé decidiendo por Biología.

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