Funcionamiento de las centrales eléctricas

La generación de electricidad es el proceso de conversión de una energía primaria en electricidad. Prácticamente todas las tecnologías están basadas en el generador eléctrico o alternador.

La función de las fuentes de energía primaria utilizadas en las centrales eléctricas, es la de producir la energía mecánica de rotación necesaria para generar electricidad:

  • En las centrales hidroeléctricas, el agua de una corriente natural o artificial, por efecto de un desnivel, actúa sobre un grupo turbina hidráulica-alternador, dando lugar a la producción de energía eléctrica.
  • En las centrales térmicas convencionales, los combustibles fósiles (carbón, fuelóleo, gas) son quemados en una caldera generando, así, una energía calorífica que evapora el agua que, a su vez, circula por una serie de conductos dentro de la caldera.
    Este vapor de agua a alta presión acciona las palas de una turbina de vapor, convirtiendo la energía calorífica en energía mecánica, la cual da lugar, a continuación, a la generación de energía eléctrica.
  • En una central de biomasa o de residuos sólidos urbanos (RSU), el esquema de generación de electricidad es el mismo, y únicamente difieren los combustibles utilizados.
  • Las nuevas centrales térmicas de ciclo combinado emplean una tecnología que permite un mejor aprovechamiento de la energía primaria que en los ciclos térmicos convencionales, ya que utilizan dos ciclos termodinámicos:
    • Un primer ciclo Bryton, para la combustión del gas natural en una turbina de gas.
    • Un segundo ciclo de vapor (convencional), que aprovecha el calor residual de los gases para generar vapor y expandirlo en una turbina de vapor.
  • En las centrales nucleares, la fisión de átomos de uranio por impacto de un neutrón provoca la liberación de una gran cantidad de energía. Esta energía calienta el fluido que circula por una serie de tubos,convirtiéndolo en un vapor que,a su vez, acciona un grupo turbina vapor-alternador para producir electricidad.
  • En una central eólica, la energía cinética del viento se transforma directamente en energía mecánica rotatoria mediante un aerogenerador.
  • En las centrales termoeléctricas solares, la energía del sol calienta un fluido que, a su vez, transforma en vapor un segundo fluido que circula por una serie de conductos.

A partir de ese momento, se sigue el ciclo de conversión anteriormente descrito.

En definitiva, en la mayoría de los casos se utiliza una fuente energética que,bien directamente (centrales hidráulicas, eólicas,maremotrices, etc.),bien mediante la conversión de un líquido en vapor (centrales termoeléctricas clásicas y nucleares), pone en movimiento una turbina y un alternador asociado a ella