Energia Electrica

5.3. IDENTIFICACIÓN Y DESCRIPCIÓN DE LA TECNOLOGÍA USADA EN CADA ETAPA DE LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA INCLUYENDO LAS DISTINTAS FUENTES

Producción de electricidad

Para que se produzca una corriente eléctrica es necesario que exista una diferencia de potencial o tensión eléctrica entre dos puntos. Dicha diferencia se puede conseguir por distintos procedimientos:

- Por transformación química. Al sumergir dos metales diferentes, o un metal y carbón, en una solución apropiada, se origina una diferencia de potencial entre los dos metales. Las pilas se basan en este hecho.

- Por Inducción. Si se desplaza un conductor eléctrico en el interior de un campo magnético, aparece una diferencia de potencial en los extremos del mismo. Los generadores industriales de electricidad están basados en esta propiedad electromagnética.

- Por calentamiento. Cuando se calienta una soldadura de dos metales distintos, aparece una tensión eléctrica. Esta tensión es muy pequeña, por lo que suele tener aplicaciones para la medida de temperaturas.

- Por acción de la luz. Al incidir los fotones de la luz sobre ciertos materiales aparece un flujo de corriente de cierta importancia. Las células fotovoltaicas aprovechan esta energía, tal como se ha visto en temas anteriores.

- Por fricción. Al frotar dos objetos entre sí puede producirse una diferencia de potencial entre ellos. Por ejemplo, la electricidad estática que suele acumular un coche está ligada al rozamiento del aire con la carrocería y al propio rozamiento de las ruedas. Igualmente, al frotar una varilla de vidrio o plástico con un trozo de lana aparece una acumulación de cargas de diferente signo en ambos objetos.

- Por presión. Algunos materiales tienen la propiedad de que, al serles aplicadas fuerzas de compresión o de tracción, aparecen tensiones eléctricas en sus superficies. Este fenómeno piezoeléctrico es característico de algunos cristales, principalmente cuarzo, y tiene diferentes aplicaciones para la producción de pequeñas corrientes: micrófono, reloj de cuarzo o mechero.

1º CENTRALES TÉRMICAS

Las centrales termoeléctricas convencionales producen la electricidad a partir de la energía calorífica desprendida por la combustión de fuel-oil, carbón, gas natural. El combustible se quema en una caldera, y el calor producido se transmite al agua, que se convierte en vap or a alta temperatura. Después de circular por una serie de conductos, acciona las turbinas e impulsa sus álabes haciéndolos giran Dicho movimiento es transmitido al generador que, por los fenómenos de electromagnetismo y de inducción, convierte la energía cinética del vapor de agua en energía eléctrica.

Los principales elementos que constituyen una central termoeléctrica son:

- Combustible : el combustible, ya sea fueloil, gas o carbón, llega a la central térmica desde los almacenamientos situados en los parques adyacentes a la central.

En el caso del carbón, se conduce mediante cintas transportadoras al molino, para su triturado. El carbón, una vez pulverizado, se mezcla con aire caliente y se inyecta a presión en la caldera para su combustión.

Si es de fuel-oil, se precalienta para que fluidifique, antes de ser inyectado en los quemadores de la caldera.

Si es de gas, los quemadores estarán concebidos para quemar este tipo de combustible.

- Caldera: la caldera genera el vapor que accionará los cuerpos de las turbinas. Después de accionar estas, el vapor se convierte en líquido en el condensador. El agua obtenida por la condensación de vapor se somete a diversas etapas de calentamiento, y se inyecta de nuevo en la caldera, en las condiciones de presión y temperatura más adecuadas para obtener el máximo rendimiento del ciclo.

- Calentadores: el agua que circula en un circuito cerrado se calienta sucesivamente en el calentador y en el sobrecalentador, antes de ser enviada a la turbina.

- Chimenea: al objeto de minimizar los efectos de la combustión del carbón sobre el medio ambiente, parte de los contaminantes son retenidos en el interior de la propia central mediante los llamados precipitadores.

- Turbinas : el rotor de la turbina de una central térmica se mueve solidariame nte con el rotor del generador, después de que el vapor haya accionado los álabes de los cuerpos de las turbinas de alta presión, media presión y baja presión.

- Torre de refrigeración: las torres de refrigeración tienen por misión trasladar a la atmósfera el calor extraído del condensador, cuando el sistema de agua de circulación que refrigera el condensador opera en circuito cerrado.

- Alternador: en el generador es donde se produce la energía eléctrica, la cual es transportada mediante lineas de transporte a alta tensión a los centros de consumo.

2º CENTRALES NUCLEARES

Consta de los siguientes elementos:

- Reactor nuclear. Ya visto con anterioridad.

- Intercambiador de calor. Compuesto por un recipiente donde llega el fluido a alta temperatura, procedente del reactor y que cede esta al agua convirtiendose en vapor.

- Turbinas : de idénticas características a la de la c. térmica.

- Torre de refrigeración: de idénticas características a la de la c. térmica

- Alternador: de idénticas características a la de la c. térmica

Funcionamiento de una central nuclear

Otro esquema de una central nuclear

El esquema general de una central nuclear tipo, puede ser el siguiente:

En este esquema se observan las tres partes de una central nuclear tipo:

• Circuito Primario, (Edificio del Reactor)

• Circuito Secundario, (Generación de electricidad)

• Circuito de Refrigeración

 Circuito Primario

El circuito primario es estanco y está formado por la vasija del reactor que contiene el núcleo, el presionador y tres lazos. Cada uno incorpora un generador de vapor y una bomba principal.

El agua desminerilzada que circula por su interior toma el calor producido en el reactor por la fisión nuclear y lo transporta hasta el generador de vapor. En él, un segundo flujo de agua independiente del primero, absorbe el calor a través de su contacto exterior con las tuberias por las que circula el agua desminerilazada del circuito primario. Por fin, dicho fluido retorna a la vasija del reactor tras ser impulsado por las bombas principales.

El reactor y su circuito de refrigeración están contenidos dentro de un recinto hermético y estanco, llamado "Contención" consistente en una estructura esférica de acero de 53 m de diámetro, construida mediante planchas de acero soldadas de 40 mm de espesor y que se soporta sobre una estructura de hormigón en forma de cáliz que se apoya sobre la losa de cimentación de 3'5 m de espesor.

La Contención está ubicada en el interior de un segundo edificio, también de hormigón y cuyas paredes exteriores tienen un espesor de 60 cm, llamado edificio del Anillo del Reactor. Este tiene forma cilíndrica y está rematado por una cúpula semiesférica, que sirve de blindaje biológico.

El funcionamiento del circuito primario se complementa con la presencia de una serie de sistemas auxiliares que aseguran el control de volumen, purificación y desgasificación del refrigerante.

La salida al exterior tanto de la radiación como de productos radiactivos es imposible por tres barreras físicas, asegurando cada una de ellas, que la hipotética rotura de una barrera sea soportada por la siguiente.

1ª Barrera:

Las vainas que albergan el combustible.

2ª Barrera:

La propia vasija del reactor integrada en el circuito primario.

3ª Barrera:

El recinto de contención, estructura esférica de acero recubierto de hormigón.

 Circuito Secundario. La Generación de Electricidad

En el circuito secundario, el vapor producido en los generadores se conduce al foco frío o condensador, a través de la turbina que transforma la energía térmica (calor) en energía mecánica. La rotación de los álabes de la turbina acciona directamente el alternador de la central y produce energía eléctrica.

El vapor de agua que sale de la turbina pasa a estado líquido en el condensador, retornando, mediante el concurso de las bombas de condensado, al generador de vapor para reiniciar el ciclo.

 El sistema de refrigeración

Mediante un caudal de agua de 44.600 kg/s aportado por un tercer circuito semiabierto, denominado "Sistema de Circulación", se realiza la refrigeración del condensador.

Este sistema consta de dos torres de refrigeración de tiro natural, un canal de recogida del agua y las correspondientes bombas de impulsión para la refrigeración del condensador y elevación del agua a las torres.

El caudal de agua evaporado por la torre es restituido a partir de la toma de agua en un azud de un río próximo.

http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0226-01/capitulo5b.html

3º CENTRALES HIDRÁULICAS

Aprovechan la energía contenida en el salto de agua de las presas para mover unas turbinas que a su vez accionan los alternadores.

Constan de:

• Presa: retiene el agua y garantiza el paso constante de agua

• Turbinas: obtienen movimiento de de rotación por la acción de la energía del cinética del agua.

• Alternadores: de idénticas características a la de la c. térmica

Turbinas

En esta

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