Formas para la obtención de energía eléctrica

Instituto Politécnico Nacional

Centro de estudios tecnológicos

Walter Cross Buchanan

Sistemas eléctricos

ING Joel Montesinos Licona

Romero Galicia Ricardo Uriel

4IV8

Formas para la obtención de energía eléctrica

Introducción

Formas de generación de energía eléctrica

Se denomina energía eléctrica a la forma de energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos —cuando se les coloca en contacto por medio de un conductor eléctrico—para obtener trabajo. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía mecánica y la energía térmica.

La generación de energía eléctrica se lleva a cabo mediante técnicas muy diferentes. Las que suministran las mayores cantidades y potencias de electricidad aprovechan un movimiento rotatorio para generar corriente continua en un dinamo o corriente alterna en un alternador. El movimiento rotatorio resulta a su vez de una fuente de energía mecánica directa, como puede ser la corriente de un salto de agua, la producida por el viento, o a través de un ciclo termodinámico. En este último caso se calienta un fluido, al que se hace recorrer un circuito en el que mueve un motor o una turbina. El calor de este proceso se obtiene mediante la quema de combustibles fósiles, reacciones nucleares y otros procesos.

La energía eléctrica se crea por el movimiento de los electrones, para que este movimiento sea continuo, tenemos que suministrar electrones por el extremo positivo para dejar que se escapen o salgan por el negativo; para poder conseguir esto, necesitamos mantener un campo eléctrico en el interior del conductor (metal, etc.).Estos aparatos construidos con el fin de crear electricidad se llaman generadores eléctricos. Claro que hay diferentes formas de crearla, eólicamente, hidráulicamente, de forma geotérmica y muchas más.

Actualmente la energía eléctrica se puede obtener de distintas maneras:

1.- Generación Termoeléctrica:

La que podemos diferenciar en tres grandes grupos, según su funcionamiento:

1.a) Turbinas a Vapor.

1.b) Turbinas a Gas.

1.c) Ciclos Combinados.

Todas las Centrales térmicas dependen imprescindiblemente para su puesta en marcha y funcionamiento del empleo de energías no renovables como lo son los combustibles fósiles. Producen un gran impacto negativo sobre todo en la atmósfera.

Centrales térmicas:

El principio de funcionamiento de una central térmica se basa en el intercambio de energía calórica en energía mecánica y luego en energía eléctrica.

Existen centrales, más antiguas, que en sus orígenes eran máquinas de vapor a pistón, similares en su funcionamiento a una locomotora y que movían al generador. Una de éstas, centenaria, se conserva en la escuela Otto Krause y se pone en funcionamiento una vez al año.

Luego se reemplazó por una turbina de vapor, en la cual se calienta agua en una caldera que produce vapor a presión, el cual se aplica sobre los álabes de la turbina que convierte energía potencial (presión) en energía cinética que acciona al generador.

Otro tipo es la turbo-gas en donde un compresor de flujo axial comprime el aire de entrada, inyectándolo en la cámara de combustiónahí se quema gas natural aumentando la velocidad de salida de los gases, (como un motor de acción a reacción) que mueve a una turbina que mueve a su vez al generador. La de ciclo combinado aprovecha los gases de salida de la turbo-gas (500°C) para realizar el calentamiento del agua y producir vapor accionando un generador movido por una turbina de vapor cuya potencia se suma a la del generador de turbo-gas, se logra así un aprovechamiento de energía mucho más alto.

También existe otro tipo de centrales térmicas en las cuales se utilizan motores diesel para realizar el proceso de calentamiento del agua y su posterior generación de energía eléctrica.

2.- Generación Hidroeléctrica:

Estas centrales utilizan como fuente de energía primaria un recurso renovable como lo es la fuerza de las aguas, pero tienen un gran impacto inicial sobre la flora, la fauna terrestre e íctica, el clima etc. normalmente están diseñadas con un fin multipropósito.

Tipos de centrales hidroeléctricas

La influencia de la altura es aprovechada por las centrales hidroeléctricas para convertir la energía potencial del agua en energía eléctrica, utilizando las turbinas para tal fin, acoplando estas a los alternadores. En caso que el río tenga un aporte regular de agua, la energía cinética de éste puede aprovecharse sin necesidad de realizar embalses o bien, utilizando uno de pequeñas dimensiones (a este tipo de centrales se las conoce como fluyentes).

Por condiciones climáticas el curso y caudal de los ríos resultan frecuentemente irregulares, lo que obliga a retener el agua mediante una presa, formándose así un lago o embalse que produce un salto de agua que libera fácilmente su energía potencial, almacenando agua para aquellas épocas de escasas lluvias (a estas centrales se denomina de regulación).

La estructura de la central puede ser muy diversa según le afecten los condicionantes orográficos de su ubicación, sin embargo se pueden reducir a dos tipos pero con variantes particulares.

El primer tipo es llamado aprovechamiento por derivación de agua, que consiste en una pequeña presa que desvía el agua hacia un pequeño depósito llamado de carga; de aquí pasa a una tubería forzada y posteriormente a la sala de máquinas de la central.

El segundo tipo es denominado aprovechamiento por acumulación de agua y consiste en la construcción de una presa de considerable altura en un lugar del río de condiciones orográficas adecuadas. El nivel del agua se situará en un punto cercano al extremo superior de la presa. A media altura se encuentra la toma de agua y en la parte inferior se encuentra la sala de máquinas con el grupo turbina-alternador. A la central de estas características se la conoce con el nombre de pie de presa.

Los elementos constructivos que forman una central hidroeléctrica son los siguientes: presa, aliviaderos y tomas de agua, canal de derivación, chimenea de equilibrio, tuberías de presión, cámaras de turbinas, canal de desagüe y sala de máquinas.

LA PRESA:

Es el elemento más importante de la central depende

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