MÉTODOS E INSTALACIONES DE GENERACIÓN ELÉCTRICA

BLOQUE I: MÉTODOS E INSTALACIONES DE GENERACIÓN ELÉCTRICA.

ÍNDICE

1. Aspectos básicos de la generación eléctrica

2. Generación mediante fuentes convencionales.

- Centrales térmicas tradicionales

- Centrales térmicas de ciclo combinado.

- Centrales nucleares

3. Generación mediante fuentes renovables.

- Centrales hidroeléctricas

- Centrales marinas

- Energía eólica

- Energía solar fotovoltaica y solar térmica

- Otras fuentes de energía renovable.

4. Generación distribuida.

5. Microrredes.

6. Almacenamiento de energía.

1. Aspectos básicos de la generación eléctrica.

La energía se puede definir como la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos.

Las propiedades básicas de la energía son:

- Se conserva: al final de cualquier proceso de transformación energética nunca puede haber más o menos energía que la que había al principio, siempre se mantiene.

- Se transforma y transfiere: la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. Esta transformación es la que pone de manifiesto diferentes formas de energía. La energía pasa de un cuerpo a otro de forma de trabajo, ondas o calor.

- Se degrada: mientras que una parte de la energía que se transforma produce trabajo, otra parte se pierde en forma de calor o ruido.

La energía se puede transferir de un cuerpo (o medio) a otro de distintas formas:

- Trabajo: cuando se realiza un trabajo se pase energía un cuerpo que cambiado una posición a otra

- Ondas: las ondas propagan las perturbaciones de ciertas características, como las debidas al campo eléctrico, o al campo magnético, principalmente, transmitiendo con ello energía.

- Calor: se trata un tipo de energía que se manifiesta cuando se transfiere energía de un cuerpo caliente a otro más frío. Esta transferencia energética se puede presentar de diferentes formas:

• Conducción: al calentarse una parte del material, las partículas interaccionan entre sí, transmitiéndose la energía.

• Radiación: el calor se propaga a través de ondas de radiación.

• Convección: que es propia de fluidos en movimiento.

La energía se puede definir como la capacidad de los cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en otros cuerpos.

La energía se puede manifestar de distintas formas:

- Energía mecánica: la energía mecánica relacionada con la posición y el movimiento del cuerpo. A la hora de hablar de energía mecánica se suelen considerar tanto la energía cinética (se manifiesta cuando los cuerpos se mueven), y la energía potencial, (hace referencia a la posición que ocupa un cuerpo en el espacio).

- Energía eléctrica: la energía eléctrica está relacionada con la corriente eléctrica. Es decir, en un circuito en el que cada extremo tiene una diferencia de potencial diferente.

- Energía electromagnética o radiante: la energía electromagnética se debe a la existencia de campo electromagnético en los que existen ondas electromagnéticas (como la solares) que se manifiestan en forma de luz, radiación infrarroja u ondas de radio.

- Energía térmica: la energía térmica se manifiesta a partir de la temperatura, de forma que ésta se pasa de un cuerpo caliente a otro más frío manifestándose mediante el calor.

- Energía química: la energía química se manifiesta en determinadas reacciones químicas.

- Energía nuclear:

La energía suele generarse a partir de generadores, que son máquinas eléctricas rotativas que transforman la energía mecánica en energía eléctrica.

Las máquinas rotativas están formadas por: estátor, rotor y entrehierro. (Uno de los devanados crea un flujo en el entrehierro y se denomina inductor, el otro devanado recibe el flujo del primero y se denomina inducido).

En función del tipo de corriente que producen, podríamos hablar de dos grupos de máquinas eléctricas rotativas:

-Dinamos: Generadores de corriente continua, o como motor. El inductor es el estátor y el inducido es el rotor.

-Alternadores: Es una máquina eléctrica que transforma energía mecánica en energía eléctrica, generando una corriente AC mediante inducción electromagnética. El inductor es el rotor y el inducido es el estátor.

Las centrales se pueden clasificar dependiendo de la fuente de energía primaria que utilizan para producir la energía mecánica:

-Centrales térmicas convencionales. Son aquellas en las que se produce electricidad a partir de combustibles fósiles como el carbón, fueloil o gas natural, mediante un ciclo termodinámico de agua-vapor.

La estructura de una central térmica se basa en tres componentes: caldera, turbina de vapor, y generador.

Existen diferencias en cuanto al diseño de los quemadores de las calderas y del tratamiento que se le hace al combustible: centrales de fueloil, centrales de carbón, centrales de gas natural, centrales híbridas.

Las centrales térmicas tradicionales tienen un impacto negativo en el medio ambiente que se podría resumir en dos aspectos básicos: Emisión de residuos a la atmósfera, y transferencia térmica.

-Centrales térmicas de ciclo combinado. Genera electricidad mediante la utilización conjunta de dos turbinas: turbogrupo de gas y turbogrupo de vapor.

Es decir, requiere la superposición de dos ciclos diferentes, el ciclo de Brayton (turbina de gas) y el ciclo de Rankine (turbina de vapor).

Algunas ventajas son: Flexibilidad, eficiencia, sus emisiones son más bajas que en las centrales térmicas convencionales, coste de inversión bajo, ahorro energético en forma de combustible y bajo consumo de agua de refrigeración.

Se componen de: turbina de gas, turbina de vapor y caldera de recuperación.

-Centrales nucleares. Forman parte de la familia de las centrales termoeléctricas, ya que utilizan calor para generar la energía eléctrica.

Las centrales nucleares son instalaciones construidas para generar electricidad a partir de la energía nuclear, y más concretamente a partir de la fisión de materiales radiactivos.

La central nuclear aprovecha el calor generado por la fisión nuclear a partir de uranio o plutonio para generar vapor de agua el cual mueve una turbina que está conectada con un generador. Las fases que describen el funcionamiento del proceso de producción de energía nuclear son:

1-Debido a la fisión en el reactor nuclear, se libera una gran cantidad de energía que provoca el calentamiento del agua y su posterior evaporación.

2-Un circuito transporta el vapor a una turbina conectada

...