Producción, transporte y almacenamiento de energía eléctrica. (centrales eléctricas)

3. Encender un ordenador, iluminar nuestra casa o mantener
frescos los alimentos de nuestro frigorífico, son acciones
cotidianas que las podemos hacer gracias a la energía
eléctrica.
La energía eléctrica es una fuente de energía renovable, es
causada por el movimiento de las cargas eléctricas (electrones
positivos y negativos) en el interior de materiales conductores.
(por ejemplo, cables metálicos como el cobre). Es decir, cada
vez que se acciona el interruptor de nuestra lámpara, se cierra
un circuito eléctrico y se genera el movimiento de electrones a
través de cables metálicos, como el cobre. Además del metal,
para que exista este transporte y se pueda encender una
bombilla, es necesario un generador o una pila que impulse el
movimiento de los electrones en un sentido dado.
Siguiendo el principio de conservación de la energía en el que
se indica que ésta no se crea ni se destruye, sólo se transforma
de unas formas en otras, se explica que la energía eléctrica
pueda convertirse en energía luminosa, mecánica y térmica. A
esto hay que añadir su facilidad con la que se genera y se
transporta.

4. Una central eléctrica es una instalación capaz de convertir la energía
mecánica, obtenida mediante otras fuentes de energía primaria, en energía
eléctrica.
En general, la energía mecánica procede de la transformación de la energía
potencial del agua almacenada en un embalse; de la energía térmica
suministrada al agua mediante la combustión del carbón, gas natural, o fuel,
o a través de la energía de fisión del uranio.
Para realizar la conversión de energía mecánica en eléctrica, se emplean unas
máquinas denominadas generadores, que constan de dos piezas
fundamentales: el estator y el rotor. La primera de ellas es una armadura
metálica cubierta en su interior por unos hilos de cobre, que forman diversos
circuitos. La segunda, el rotor, está en el interior del estator, y está formada
en su parte interior por un eje, y en su parte más externa por unos circuitos,
que se transforman en electroimanes cuando se les aplica una pequeña
cantidad de corriente.

7. Una central termoeléctrica es
una instalación en donde la
energía mecánica que se necesita
para mover el rotor del
generador, y por tanto obtener la
energía eléctrica, se obtiene a
partir del vapor formado al hervir
el agua en una caldera.
Las centrales termoeléctricas
consumen carbón, fuelóleo o gas
natural. En dichas centrales la
energía de la combustión del
carbón, fuelóleo o gas natural se
emplea para hacer la
transformación del agua en
vapor.
Una central termoeléctrica se
compone de una caldera y de una
turbina que mueve el generador
eléctrico.

9. Una central nuclear es una central
termoeléctrica en la que actúa
como caldera un reactor nuclear. La
energía térmica se origina por las
reacciones nucleares de fisión en el
combustible nuclear formado por un
compuesto de uranio.
El combustible nuclear se encuentra
en el interior de una vasija
herméticamente cerrada, junto con
un sistema de control de la reacción
nuclear y un fluido refrigerante
constituyendo lo que se llama un
reactor nuclear. El calor generado
en el combustible del reactor y
transmitido después a un
refrigerante se emplea para
producir vapor de agua, que acciona
el conjunto turbina-alternador,
generando la energía eléctrica.

11. Una central hidroeléctrica es aquella
en la que la energía potencial del
agua almacenada en un embalse se
transforma en la energía cinética
necesaria para mover el rotor de un
generador, y posteriormente
transformarse en energía eléctrica.
Las centrales hidroeléctricas se
construyen en los cauces de los ríos,
creando un embalse para retener el
agua. Para ello se construye un muro
grueso de piedra, hormigón u otros
materiales, apoyado generalmente en
alguna montaña. La masa de agua
embalsada se conduce a través de una
tubería hacia los álabes de una
turbina que suele estar a pie de presa,
la cual está conectada al generador.
Así, el agua transforma su energía
potencial en energía cinética, que
hace mover los álabes de la turbina.

13. Es una instalación en donde la
energía cinética del aire al
moverse se puede transformar en
energía mecánica de rotación.
Para ello se instala una torre en
cuya parte superior existe un
rotor con múltiples palas,
orientadas en la dirección del
viento. Las palas o hélices giran
alrededor de un eje horizontal
que actúa sobre un generador de
electricidad.
A pesar de que aproximadamente
un 1% de la energía solar que
recibe la Tierra se transforma en
movimiento atmosférico, esta
energía no se distribuye
uniformemente, lo que limita su
aprovechamiento.

15. Una central geotérmica es una instalación
donde se obtiene energía eléctrica a partir
del calor interno de la Tierra. Estas
centrales son muy similares a las térmicas,
la única diferencia es que no queman nada
para calentar el agua.
Una central geotérmica funciona igual que
una térmica, solo varía la forma de
calentar el agua.
- El vapor de agua a altas temperaturas
(hasta 600º C) se canaliza desde el interior
de la Tierra hasta la central permitiendo la
evaporación del agua presente en las
numerosas tuberías que se encuentran
alrededor de la caldera. El vapor de agua
adquiere mucha presión, por lo cual se
utiliza para mover una turbina conectada
al generador. Al girar la turbina se produce
la electricidad, que elevan la tensión para
transportar esta energía por la red
eléctrica hasta los centros de consumo.

17. Una Central Termosolar es una
instalación que permite el
aprovechamiento de la energía del
sol para la producción de
electricidad. Tiene un ciclo térmico
semejante al de las centrales
termoeléctricas convencionales: la
energía calorífica que se produce
en un determinado foco es
transformada en energía mecánica
mediante una turbina y,
posteriormente, en energía
eléctrica mediante un alternador.
La única diferencia es que mientras
en las centrales termoeléctricas
convencionales el foco calorífico se
consigue por medio de la
combustión de una fuente fósil de
energía (carbón, gas, fuelóleo), en
las solares, el foco calorífico se
obtiene mediante la acción de la
radiación solar que incide sobre un
fluido.

19. Las instalaciones solares
fotovoltaicas funcionan de acuerdo con un
sencillo principio: constan de paneles
solares (módulos
fotovoltaicos) individuales, que a su vez
contienen células solares individuales
hechas de materiales semiconductores
como el silicio (cristalino y amorfo).
Cuando brilla el sol, una célula solar se
comporta casi como una batería, la luz
solar recibida separa los electrones de
modo que forman una capa de carga
positiva y una de carga negativa en la
célula solar; esta diferencia de potencial
genera una corriente eléctrica.
Cuanta más luz del sol reciba una célula,
más será la potencia de corriente
eléctrica generada; para aumentar dicha
potencia, se combinan varias células y se
conectan formando un panel solar; estos
paneles a su vez se pueden integrar para
aumentar aún más la potencia formando
una planta fotovoltaica.

21. La energía mareomotriz se
produce gracias al
movimiento generado por
las mareas, esta energía es
aprovechada por turbinas,
las cuales a su vez mueven
la mecánica de un
alternador que genera
energía
eléctrica, finalmente este
último está conectado con
una central en tierra que
distribuye la energía hacia
la comunidad y las
industrias.