CENTRALES ELÉCTRICAS CONVENCIONALES

CENTRALES NUCLEARES

Las centrales nucleares son un tipo de central térmica que se diferencia de las anteriores en que la energía calorífica que mueve la turbina no procede de la combustión del carbón, el gas o el petróleo sino de la fisión de átomos radiactivos. Se caracterizan por su gran potencia.

Los núcleos de algunos átomos, como el uranio, son inestables. Esto significa que, de forma natural en un período de tempo más o menos largo, acaban rompiéndose para formar otros átomos diferentes que tienen núcleos más pequeños. Este fenómeno, la rotura del núcleo de los átomos para formar átomos más pequeños, se denomina fisión nuclear. Cuando se produce la fisión de un núcleo atómico se desprende una gran cantidad de energía que antes era utilizada por el núcleo para mantenerse unido

. Las centrales nucleares son un tipo de central térmica que se diferencia de las anteriores en que la energía calorífica que mueve la turbina no procede de la combustión del carbón, el gas o el petróleo sino de la fisión de átomos radiactivos. Se caracterizan por su gran potencia.

  El sistema más usado para generar energía nuclear utiliza el uranio como combustible. En concreto se usa el isótopo 235 del uranio que es sometido a fisión nuclear en los reactores. En este proceso el núcleo del átomo de uranio (U-235) es bombardeado por neutrones y se rompe originando dos átomos de un tamaño aproximadamente la mitad del uranio y liberándose dos o tres neutrones que inciden sobre átomos de U-235 vecinos, que vuelven a romperse, originándose una reacción en cadena. En esta reacción se libera una cantidad muy grande de energía calorífica que se puede aprovechar para generar electricidad y, si no se controla adecuadamente, da lugar a una explosión (así funcionan las bombas atómicas)

El mineral de uranio se encuentra en la naturaleza en cantidades limitadas. Es por tanto un recurso no renovable. Hay depósitos importantes de este material en Norteamérica (27,4% de las reservas mundiales), África (33%) y Australia (22,5%). 

El funcionamiento de una central nuclear es similar al de una central térmica, pero en lugar de generarse el calor en una caldera por combustión de carbón, el calor se genera en un reactor nuclear. En el reactor se producen reacciones de fisión (ruptura) de los núcleos atómicos del combustible nuclear (generalmente uranio enriquecido). Estas reacciones liberan una gran cantidad de energía en forma de calor, para calentar el agua y transformarla en el vapor a presión que moverá las turbinas de un generador.

 

Estas centrales son muy eficientes: proporcionan mucha energía con poco combustible. Además, no emiten gases contaminantes a la atmósfera, tal sólo vapor de agua desde la torre de refrigeración.

 Sin embargo, la energía nuclear tiene un grave inconveniente: genera residuos radiactivos que son díficiles de almacenar de forma segura y, además, existen riesgos de graves accidentes, como el ocurrido en Chernobyl (Ucrania), en el año 1986, cuando se incendió un reactor y escaparon sustancias radiactivas tóxicas que se extendieron por casi toda Europa.

CENTRALES HIDROELÉCTRICAS

Las centrales hidroeléctricas se basan en el aprovechamiento de la energía potencial y/o cinética del agua de los ríos. El agua se lleva a una turbina, donde mueve los álabes y genera un movimiento de rotación de su eje; dicho eje está unido al alternador, el cual general la energía eléctrica

La potencia eléctrica de una central hidroeléctrica depende tanto del caudal turbinado como de la altura del salto.

 En función del caudal y la altura, el agua dispone de más energía potencial o más energía cinética, y ello permite distinguir dos tipos de centrales hidráulicas: 

1. Centrales hidroeléctricas de agua fluyente. No cuentan con reserva de agua y, por lo tanto, turbinan el agua de la que disponen en cada momento. Son centrales con gran caudal pero poco salto. La construcción se realiza sobre el propio cauce del río
2. Centrales hidroeléctricas de reserva. Necesitan de la construcción de un embalse, donde se almacena energía potencial y, por lo tanto, permiten gestionar la producción. En este caso, el salto es mayor, mientras que el caudal es más pequeño. 

Existen también las denominadas centrales de bombeo, cuya particularidad es que disponen de dos embalses, uno en la parte alta y otro en la baja, de forma que, en las horas de mayor demanda energética la central turbina agua como una central de agua embalsada, y almacena esta agua turbinada en el embalse inferior. Mientras que durante las horas del día en las que la demanda de energía es menor, el agua es bombeada al embalse superior para que pueda hacer el ciclo productivo nuevamente.

CENTRALES TÉRMICAS

Las centrales térmicas (o termoeléctricas) son aquellas que aprovechan la energía térmica (o calorífica) procedente de la combustión de fuentes energéticas como el carbón, el petróleo o el gas, para obtener energía eléctrica.

Podemos hablar de dos tipos de centrales térmicas:

• Centrales térmicas convencionales. El proceso es el siguiente:

1. . En la caldera se realiza la combustión de la fuente energética correspondiente (carbón, petróleo y gas). La energía térmica generada calienta un circuito de agua y la transforma en vapor de agua a alta presión y temperatura.
2.  El vapor se lleva hasta una turbina de vapor, donde la mueve y genera un movimiento rotacional del eje.
3. 3. El eje, unido al alternador, hace que éste genere energía eléctrica, la cual se transforma y se vierte a la red.
4. Una vez que el vapor de agua mueve el conjunto turbina-alternador, se convierte en agua en el condensador y a continuación se enfría en la torre de condensación con el objetivo de reiniciar el ciclo.  

 Centrales térmicas de ciclo combinado. Son centrales que utilizan como combustible el gas natural y son más eficientes que las convencionales porque reutilizan la energía remanente de los gases de combustión. La energía térmica del combustible se transforma en electricidad mediante dos ciclos: el correspondiente a una turbina de gas y el convencional de agua/turbina de vapor: 

•  En una turbina de gas se produce la combustión de gas. Los gases de combustión que se producen se conducen hasta una turbina de gas donde la energía se transforma en energía mecánica de rotación que se transmite al alternador acoplado, donde se produce la energía eléctrica.
• A la salida de la turbina de gas, estos gases de combustión que aún están a una temperatura elevada, se usan para generar vapor de agua, que será llevada a una turbina de vapor que acoplada a otro alternador producirá energía eléctrica.
• Conviene señalar que el desarrollo actual de esta tecnología tiende a acoplar las turbinas de gas y de vapor ao mismo eje, accionando así conjuntamente el mismo alternado.