Generación y Distribución de Energía Eléctrica: Procesos y Tecnologías

1. Generación de energía eléctrica

La corriente eléctrica se produce en las centrales eléctricas. En ellas, se genera en el conjunto turbina–alternador y, posteriormente, se transporta hasta los puntos de consumo.

El funcionamiento de las centrales eléctricas se basa en convertir la energía mecánica de un fluido en una corriente eléctrica. Por tanto, el alternador es capaz de transformar el movimiento rotatorio en electricidad.

Para poder mover el alternador, este se conecta a una turbina, a la que un fluido (vapor, agua, gas o viento) hace girar a gran velocidad.

2. Transporte y distribución de la electricidad

• a) Central eléctrica: Instalación capaz de convertir la energía mecánica en energía eléctrica.
• b) Transformadores: Elevan el voltaje de la corriente eléctrica para poder transportarla con las menores pérdidas posibles.
• c) Líneas de alta tensión: Por ellas viaja la electricidad a largas distancias.
• d) Subestaciones transformadoras: Donde se rebaja la tensión o voltaje a media tensión para llegar cerca de las poblaciones.
• e) Líneas de distribución: Llevan la electricidad hasta las zonas de consumo.
• f) Transformador: Baja el voltaje hasta llegar a baja tensión, que es el nivel usado por el consumo. En casas particulares: 220–230 V.

3. Cogeneración

Es el proceso mediante el cual se obtienen simultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil, aprovechando la energía térmica de los humos de la combustión del combustible.

La gran ventaja de la cogeneración es la eficiencia energética que se obtiene, ya que pasamos de un 20–30 % de aprovechamiento del combustible a otro del 80–85 %.

4. Centrales de ciclo combinado

En estas centrales se usa la energía térmica de combustibles (gas natural) para transformar en electricidad mediante dos ciclos:

1. Turbina de gas: Se produce la combustión; los gases calientes mueven la turbina y generan electricidad.
2. Turbina de vapor: Los gases de combustión a unos 600 ºC producen vapor de agua, que mueve otra turbina conectada a un alternador que también genera electricidad.

La electricidad producida se envía a la red eléctrica para su consumo.

5. Centrales nucleares

Son centrales en las que la electricidad se produce gracias a la liberación de energía nuclear.

La fisión se produce en el reactor, donde se almacena el combustible en forma de barras. Dentro del reactor, los átomos se fisionan y se produce una temperatura muy elevada que se usa para generar vapor.

El problema es que ese vapor es radiactivo, por lo que se usa un intercambiador de calor para mover otra turbina.

6. Centrales hidráulicas

Las centrales hidráulicas aprovechan la energía potencial que tiene el agua almacenada a cierta altura. El agua pasa por una turbina, haciéndola girar, y el alternador transforma ese movimiento en electricidad.

7. Energía solar

7.1 Energía solar térmica

Las placas solares térmicas se utilizan en los tejados de las viviendas y edificios para calentar agua directamente con la radiación solar. El agua puede llegar a una temperatura elevada. Este tipo de energía también es empleada en invernaderos para aumentar la temperatura interior.

7.2 Energía termosolar

Los heliostatos reflejan la luz del sol hacia un receptor para calentar un fluido que produce vapor y mueve una turbina conectada a un alternador.

7.3 Fotovoltaica

Las placas fotovoltaicas están compuestas por materiales sensibles a la luz solar. Transforman directamente la energía solar en electricidad en forma de corriente continua. Para utilizarla en viviendas, se transforma en corriente alterna mediante inversores.

8. Energía eólica

La energía eólica aprovecha el viento para generar electricidad. Sus partes principales son:

• Palas o aspas
• Rotor
• Multiplicador
• Generador

El viento debe superar aproximadamente 4 m/s para empezar a producir energía y no superar los 30 m/s.

9. Biomasa

Es toda materia orgánica que puede ser convertida en energía. Ejemplos: residuos agrícolas, forestales, ganaderos o urbanos.

10. Energía geotérmica

Es la energía que se obtiene del calor interno de la Tierra. El agua se calienta en zonas profundas y el vapor mueve una turbina conectada a un alternador.

11. Energía mareomotriz

Se produce gracias al movimiento generado por las mareas del agua. Ese movimiento acciona turbinas conectadas a generadores eléctricos.

12. R.S.U. (Residuos Sólidos Urbanos)

Son aquellos desperdicios o residuos generados por la actividad humana. Procesos:

• a) Incineración: Se convierten los residuos para obtener energía.
• b) Fermentación: Proceso biológico utilizado para obtener biogás.