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Una central eléctrica , también conocida como central eléctrica y, a veces, como estación generadora o planta generadora , es una instalación industrial para la generación de energía eléctrica . Las centrales eléctricas generalmente están conectadas a una red eléctrica .
Muchas centrales eléctricas contienen uno o más generadores , una máquina giratoria que convierte la energía mecánica en energía eléctrica trifásica . El movimiento relativo entre un campo magnético y un conductor crea una corriente eléctrica .
La fuente de energía que se aprovecha para hacer girar el generador varía ampliamente. La mayoría de las centrales eléctricas del mundo queman combustibles fósiles como carbón , petróleo y gas natural para generar electricidad. Las fuentes de energía limpia incluyen la energía nuclear y un uso cada vez mayor de energías renovables como la solar , eólica , undimotriz , geotérmica e hidroeléctrica .
Historia [ editar ]
A principios de 1871, el inventor belga Zénobe Gramme inventó un generador lo suficientemente potente como para producir energía a escala comercial para la industria. [1]
En 1878, William, Lord Armstrong diseñó y construyó una central hidroeléctrica en Cragside , Inglaterra . Utilizaba agua de los lagos de su propiedad para alimentar dínamos Siemens . La electricidad suministró energía a las luces, la calefacción, produjo agua caliente, hizo funcionar un ascensor, así como dispositivos que ahorran mano de obra y edificios agrícolas. [2]
En el otoño de 1881, se construyó una estación central de suministro de energía pública en Godalming , Inglaterra. Se propuso después de que el municipio no llegara a un acuerdo sobre la tarifa que cobraba la empresa de gas, por lo que el ayuntamiento decidió utilizar la electricidad. Utilizaba energía hidroeléctrica para el alumbrado público y doméstico. El sistema no fue un éxito comercial y la ciudad volvió al gas. [3]
En 1882 se construyó en Londres la primera central eléctrica pública de carbón del mundo, la Edison Electric Light Station , un proyecto de Thomas Edison organizado por Edward Johnson . Una caldera Babcock & Wilcox accionaba una máquina de vapor de 93 kW (125 caballos de fuerza) que accionaba un generador de 27 toneladas (27 toneladas largas). Este abastecía de energía eléctrica a los locales de la zona a los que se podía acceder a través de las alcantarillas del viaducto sin excavar la carretera, que era monopolio de las empresas de gas. Los clientes incluían el City Temple y Old Bailey . Otro cliente importante fue la Oficina de Telégrafos de la Oficina General de Correos, pero esto no se pudo alcanzar a través de las alcantarillas. Johnson hizo los arreglos para que el cable de suministro se extendiera por encima, a través de Holborn Tavern y Newgate . [4]
En septiembre de 1882 en Nueva York, Edison estableció la estación Pearl Street para proporcionar iluminación eléctrica en el área de la isla del bajo Manhattan. La estación funcionó hasta que fue destruida por un incendio en 1890. La estación utilizó motores de vapor alternativos para encender generadores de corriente continua. Debido a la distribución de CC, el área de servicio era pequeña, limitada por la caída de voltaje en los alimentadores. En 1886, George Westinghouse comenzó a construir un sistema de corriente alterna que usaba un transformador para aumentar el voltaje para la transmisión a larga distancia y luego lo reducía para la iluminación interior, un sistema más eficiente y menos costoso que es similar a los sistemas modernos. La guerra de las corrientesfinalmente se resolvió a favor de la distribución y utilización de CA, aunque algunos sistemas de CC persistieron hasta finales del siglo XX. Los sistemas de CC con un radio de servicio de aproximadamente una milla (kilómetro) eran necesariamente más pequeños, menos eficientes en el consumo de combustible y más laboriosos de operar que las estaciones generadoras de CA centrales mucho más grandes.
Los sistemas de CA utilizan una amplia gama de frecuencias según el tipo de carga; carga de iluminación que utiliza frecuencias más altas, y sistemas de tracción y sistemas de carga de motor pesado que prefieren frecuencias más bajas. La economía de la generación de estaciones centrales mejoró enormemente cuando se desarrollaron sistemas unificados de luz y energía, que operaban a una frecuencia común. La misma planta generadora que alimentaba grandes cargas industriales durante el día, podía alimentar los sistemas de trenes de cercanías durante las horas pico y luego servir la carga de iluminación por la noche, mejorando así el factor de carga del sistema y reduciendo el costo de la energía eléctrica en general. Existían muchas excepciones, las estaciones generadoras se dedicaban a la energía o la luz mediante la elección de la frecuencia y los cambiadores de frecuencia giratoriosy los convertidores rotativos eran particularmente comunes para alimentar sistemas ferroviarios eléctricos de la red general de iluminación y energía.
A lo largo de las primeras décadas del siglo XX, las estaciones centrales se hicieron más grandes, utilizando presiones de vapor más altas para proporcionar una mayor eficiencia y confiando en las interconexiones de múltiples estaciones generadoras para mejorar la confiabilidad y el costo. La transmisión de CA de alto voltaje permitió que la energía hidroeléctrica se trasladara convenientemente desde cascadas distantes a los mercados de la ciudad. La llegada de la turbina de vapor al servicio de la estación central, alrededor de 1906, permitió una gran expansión de la capacidad de generación. Los generadores ya no estaban limitados por la transmisión de potencia de las correas o la velocidad relativamente lenta de los motores alternativos, y podían crecer hasta alcanzar tamaños enormes. Por ejemplo, Sebastian Ziani de Ferrantiplaneó lo que habría sido la máquina de vapor recíproca más grande jamás construida para una nueva estación central propuesta, pero descartó los planes cuando las turbinas estuvieron disponibles en el tamaño necesario. Construyendo sistemas de energía fuera de la central
Generación mundial de electricidad por fuente en 2018. La generación total fue de 26,7 PWh . [5]
Las estaciones requerían combinaciones de habilidad de ingeniería y perspicacia financiera en igual medida. Los pioneros de la generación de estaciones centrales incluyen a George Westinghouse y Samuel Insull en los Estados Unidos, Ferranti y Charles Hesterman Merz en el Reino Unido, y muchos otros.
Centrales térmicas [ editar ]
En las centrales térmicas, la energía mecánica es producida por un motor térmico que transforma la energía térmica , a menudo de la combustión de un combustible , en energía de rotación. La mayoría de las centrales térmicas producen vapor, por lo que a veces se las llama centrales eléctricas de vapor. No toda la energía térmica se puede transformar en energía mecánica, según la segunda ley de la termodinámica ; por lo tanto, siempre se pierde calor al medio ambiente. Si esta pérdida se emplea como calor útil, para procesos industriales o calefacción urbana , la central eléctrica se denomina cogeneración.central eléctrica o central de cogeneración (combinación de calor y electricidad). En los países donde la calefacción urbana es común, existen plantas de calor dedicadas llamadas estaciones de calderas de solo calor . Una clase importante de centrales eléctricas de Oriente Medio utiliza el calor derivado de la desalinización del agua.
La eficiencia de un ciclo de energía térmica está limitada por la temperatura máxima del fluido de trabajo producida. La eficiencia no depende directamente del combustible utilizado. Para las mismas condiciones de vapor, las centrales eléctricas de carbón, nucleares y de gas tienen todas la misma eficiencia teórica. En general, si un sistema está encendido constantemente (carga base), será más eficiente que uno que se use de manera intermitente (carga máxima). Las turbinas de vapor generalmente operan con mayor eficiencia cuando operan a plena capacidad.
Además del uso de calor de rechazo para calefacción de proceso o de distrito, una forma de mejorar la eficiencia general de una planta de energía es combinar dos ciclos termodinámicos diferentes en una planta de ciclo combinado . Más comúnmente, los gases de escape de una turbina de gas se utilizan para generar vapor para una caldera y una turbina de vapor. La combinación de un ciclo "superior" y un ciclo "inferior" produce una mayor eficiencia general de la que cualquiera de los ciclos puede alcanzar por sí solo.
En 2018, Inter RAO UES y State Grid planearon construir una central térmica de 8 GW, [6] que es el proyecto de construcción de centrales eléctricas de carbón más grande de Rusia . [7]
Clasificación [ editar ]
Por fuente de calor [ editar ]
- Las centrales eléctricas de combustibles fósiles también pueden utilizar un generador de turbina de vapor o, en el caso de las centrales eléctricas de gas natural , pueden utilizar una turbina de combustión . Una central eléctrica de carbón produce calor quemando carbón en una caldera de vapor. El vapor impulsa una turbina de vapor y un generador que luego produce electricidad . Los productos de desecho de la combustión incluyen cenizas, dióxido de azufre , óxidos de nitrógeno y dióxido de carbono . Algunos de los gases se pueden eliminar del flujo de desechos para reducir la contaminación.
- Las plantas de energía nuclear [8] utilizan el calor generado en el núcleo de un reactor nuclear (por el proceso de fisión ) para crear vapor que luego hace funcionar una turbina de vapor y un generador. Aproximadamente el 20 por ciento de la generación eléctrica en los Estados Unidos es producida por plantas de energía nuclear.
- Las plantas de energía geotérmica utilizan vapor extraído de rocas subterráneas calientes. Estas rocas se calientan por la desintegración de material radiactivo en la corteza terrestre.
- Las plantas de energía alimentadas con biomasa pueden alimentarse con desechos de caña de azúcar , desechos sólidos urbanos , metano de vertederos u otras formas de biomasa .
- En las acerías integradas , los gases de escape de los altos hornos son un combustible de bajo costo, aunque de baja densidad energética.
- El calor residual de los procesos industriales se concentra ocasionalmente lo suficiente como para usarlo en la generación de energía, generalmente en una caldera de vapor y una turbina.
- Las plantas termoeléctricas solares utilizan la luz solar para hervir el agua y producir vapor que hace girar el generador.
Por motor principal [ editar ]
- Las plantas de turbinas de vapor utilizan la presión dinámica generada por la expansión del vapor para hacer girar las palas de una turbina. Casi todas las grandes plantas no hidroeléctricas utilizan este sistema. Aproximadamente el 90 por ciento de toda la energía eléctrica producida en el mundo se produce mediante el uso de turbinas de vapor. [9]
- Las plantas de turbinas de gas utilizan la presión dinámica de los gases que fluyen (aire y productos de combustión) para operar directamente la turbina. Las plantas de turbinas de combustión alimentadas con gas natural (y alimentadas con petróleo) pueden comenzar rápidamente y, por lo tanto, se utilizan para suministrar energía "pico" durante períodos de alta demanda, aunque a un costo más alto que las plantas de carga básica. Estas pueden ser unidades comparativamente pequeñas y, a veces, completamente sin personal, operadas a distancia. Este tipo fue iniciado por el Reino Unido, siendo Princetown [10] el primero del mundo, encargado en 1959.
- Las plantas de ciclo combinado tienen una turbina de gas alimentada por gas natural y una caldera de vapor y una turbina de vapor que utilizan el gas de escape caliente de la turbina de gas para producir electricidad. Esto aumenta enormemente la eficiencia general de la planta, y muchas nuevas plantas de energía de carga base son plantas de ciclo combinado alimentadas por gas natural.
- Los motores alternativos de combustión interna se utilizan para proporcionar energía a comunidades aisladas y se utilizan con frecuencia para pequeñas plantas de cogeneración. Los hospitales, edificios de oficinas, plantas industriales y otras instalaciones críticas también los utilizan para proporcionar energía de respaldo en caso de un corte de energía. Por lo general, se alimentan de gasóleo, petróleo pesado, gas natural y gas de vertedero .
- Las microturbinas , el motor Stirling y los motores alternativos de combustión interna son soluciones de bajo costo para el uso de combustibles de oportunidad, como gas de vertedero , gas de digestor de plantas de tratamiento de agua y gas residual de la producción de petróleo.
Por deber [ editar ]
Las plantas de energía que se pueden enviar (programar) para proporcionar energía a un sistema incluyen:
- Las plantas de energía de carga base funcionan casi continuamente para proporcionar ese componente de carga del sistema que no varía durante un día o una semana. Las plantas de carga base pueden estar altamente optimizadas para un bajo costo de combustible, pero es posible que no se inicien o se detengan rápidamente durante los cambios en la carga del sistema. Ejemplos de plantas de carga base incluirían grandes y modernas estaciones generadoras de carbón y nucleares, o plantas hidroeléctricas con un suministro predecible de agua.
- Las plantas de energía pico cumplen con la carga máxima diaria, que puede ser solo de una o dos horas al día. Si bien su costo operativo incremental es siempre más alto que las plantas de carga base, son necesarias para garantizar la seguridad del sistema durante los picos de carga. Las plantas de picos incluyen turbinas de gas de ciclo simple y motores de combustión interna alternativos, que se pueden poner en marcha rápidamente cuando se predicen picos del sistema. Las plantas hidroeléctricas también pueden diseñarse para un uso máximo.
- Las plantas de energía que siguen la carga pueden seguir económicamente las variaciones en la carga diaria y semanal, a un costo menor que las plantas de pico y con más flexibilidad que las plantas de carga base.
Las plantas no despachables incluyen fuentes como la energía eólica y solar; Si bien su contribución a largo plazo al suministro de energía del sistema es predecible, a corto plazo (diaria o por hora) su energía debe usarse como disponible, ya que la generación no se puede aplazar. Los arreglos contractuales ("tomar o pagar") con productores de energía independientes o las interconexiones de sistemas a otras redes pueden no ser efectivamente despachables.
Torres de enfriamiento [ editar ]
Todas las centrales térmicas producen energía térmica residual como subproducto de la energía eléctrica útil producida. La cantidad de energía térmica residual es igual o superior a la cantidad de energía convertida en electricidad útil. Las plantas de energía a gas pueden alcanzar una eficiencia de conversión de hasta un 65 por ciento, mientras que las plantas de carbón y petróleo alcanzan entre el 30 y el 49 por ciento. El calor residual produce un aumento de temperatura en la atmósfera, que es pequeño en comparación con el producido por las emisiones de gases de efecto invernadero de la misma central eléctrica. Las torres de enfriamiento húmedo de tiro natural en muchas plantas de energía nuclear y grandes plantas de energía alimentadas con combustibles fósiles utilizan una gran chimenea hiperboloide -Estructuras similares (como se ve en la imagen de la derecha) que liberan el calor residual a la atmósfera ambiental por la evaporación del agua.
Sin embargo, las torres mecánicas de enfriamiento húmedo de tiro inducido o tiro forzado en muchas grandes centrales térmicas, centrales nucleares, centrales eléctricas de combustión fósil, refinerías de petróleo , plantas petroquímicas , plantas geotérmicas , de biomasa y de conversión de residuos en energía utilizan ventiladores para proporcionan movimiento de aire hacia arriba a través del agua que desciende y no son estructuras hiperboloides en forma de chimenea. Las torres de enfriamiento de tiro forzado o inducido son típicamente estructuras rectangulares en forma de caja llenas de un material que mejora la mezcla del aire que fluye hacia arriba y el agua que fluye hacia abajo. [11] [12]
En áreas con uso restringido de agua, puede ser necesaria una torre de enfriamiento seco o radiadores directamente enfriados por aire, ya que el costo o las consecuencias ambientales de obtener agua de reposición para enfriamiento evaporativo serían prohibitivos. Estos enfriadores tienen una menor eficiencia y un mayor consumo de energía para impulsar los ventiladores, en comparación con una torre de enfriamiento por evaporación húmeda típica.
Condensador enfriado por aire (ACC) [ editar ]
Las plantas de energía pueden usar un condensador enfriado por aire, tradicionalmente en áreas con un suministro de agua limitado o costoso. Los condensadores enfriados por aire tienen el mismo propósito que una torre de enfriamiento (disipación de calor) sin usar agua. Consumen energía auxiliar adicional, por lo que pueden tener una mayor huella de carbono en comparación con una torre de enfriamiento tradicional.
Sistemas de enfriamiento de un solo paso [ editar ]
Las compañías eléctricas a menudo prefieren usar agua de enfriamiento del océano o un lago, río o estanque de enfriamiento en lugar de una torre de enfriamiento. Este sistema de enfriamiento de paso único o de paso único puede ahorrar el costo de una torre de enfriamiento y puede tener costos de energía más bajos para bombear agua de enfriamiento a través de los intercambiadores de calor de la planta . Sin embargo, el calor residual puede causar contaminación térmica a medida que se descarga el agua. Las plantas de energía que utilizan cuerpos de agua naturales para enfriar están diseñadas con mecanismos como pantallas de peces , para limitar la ingesta de organismos en la maquinaria de enfriamiento. Estas pantallas son solo parcialmente efectivas y, como resultado, miles de millones de peces y otros organismos acuáticos mueren cada año en las centrales eléctricas. [13] [14]Por ejemplo, el sistema de refrigeración del Indian Point Energy Center de Nueva York mata más de mil millones de huevos y larvas de peces al año. [15]
Otro impacto ambiental es que los organismos acuáticos que se adaptan al agua de descarga más cálida pueden resultar dañados si la planta se apaga en clima frío.
El consumo de agua de las centrales eléctricas es un problema en desarrollo. [dieciséis]
En los últimos años, las aguas residuales recicladas o aguas grises se han utilizado en torres de refrigeración. Las centrales eléctricas Calpine Riverside y Calpine Fox en Wisconsin , así como la central eléctrica Calpine Mankato en Minnesota, se encuentran entre estas instalaciones.
Energía de energía renovable [ editar ]
Las centrales eléctricas pueden generar energía eléctrica a partir de fuentes de energía renovables.
Central hidroeléctrica [ editar ]
En una central hidroeléctrica, el agua fluye a través de turbinas que utilizan energía hidroeléctrica para generar energía hidroeléctrica . La energía se captura de la fuerza gravitacional del agua que cae a través de las compuertas hacia las turbinas de agua conectadas a los generadores . La cantidad de energía disponible es una combinación de altura y flujo. Se puede construir una amplia gama de presas para elevar el nivel del agua y crear un lago para almacenar agua . La energía hidroeléctrica se produce en 150 países, y la región de Asia y el Pacífico generó el 32 por ciento de la energía hidroeléctrica mundial en 2010. China es el mayor productor de energía hidroeléctrica, con 721 teravatios-hora de producción en 2010, lo que representa alrededor del 17 por ciento del uso doméstico de electricidad.
Solar [ editar ]
La energía solar se puede convertir en electricidad directamente en células solares o en una planta de energía solar de concentración enfocando la luz para hacer funcionar un motor térmico. [17]
Una planta de energía solar fotovoltaica convierte la luz solar en electricidad de corriente continua utilizando el efecto fotoeléctrico . Los inversores transforman la corriente continua en corriente alterna para la conexión a la red eléctrica. Este tipo de planta no utiliza máquinas rotativas para la conversión de energía. [18]
Las plantas de energía solar térmica utilizan colectores cilindro-parabólicos o helióstatos para dirigir la luz solar sobre una tubería que contiene un fluido caloportador, como el aceite. El aceite calentado luego se usa para hervir agua en vapor, que hace girar una turbina que impulsa un generador eléctrico. El tipo de planta de energía solar térmica de torre central utiliza cientos o miles de espejos, según el tamaño, para dirigir la luz solar sobre un receptor en la parte superior de una torre. El calor se utiliza para producir vapor para hacer girar turbinas que impulsan generadores eléctricos.
Viento [ editar ]
Las turbinas eólicas se pueden utilizar para generar electricidad en áreas con vientos fuertes y constantes, a veces en alta mar . En el pasado se han utilizado muchos diseños diferentes, pero casi todas las turbinas modernas que se fabrican en la actualidad utilizan un diseño de ceñida de tres palas. [19] Las turbinas eólicas conectadas a la red que se están construyendo ahora son mucho más grandes que las unidades instaladas durante la década de 1970. Por tanto, producen energía de forma más económica y fiable que los modelos anteriores. [20] Con turbinas más grandes (del orden de un megavatio), las palas se mueven más lentamente que las unidades más antiguas y pequeñas, lo que las hace menos distraídas visualmente y más seguras para las aves. [21]
Marina [ editar ]
La energía marina o energía marina (también denominada a veces energía oceánica o energía oceánica ) se refiere a la energía transportada por las olas del océano , las mareas , la salinidad y las diferencias de temperatura del océano . El movimiento del agua en los océanos del mundo crea una gran reserva de energía cinética o energía en movimiento. Esta energía se puede aprovechar para generar electricidad para los hogares, el transporte y las industrias.
El término energía marina abarca tanto la energía de las olas (energía de las olas superficiales como la energía de las mareas ) obtenida de la energía cinética de grandes masas de agua en movimiento. La energía eólica marina no es una forma de energía marina, ya que la energía eólica se deriva del viento , incluso si las turbinas eólicas se colocan sobre el agua.
Los océanos tienen una enorme cantidad de energía y están cerca de muchas, si no la mayoría, de las poblaciones concentradas. La energía oceánica tiene el potencial de proporcionar una cantidad sustancial de nueva energía renovable en todo el mundo. [22]
Ósmosis [ editar ]
La energía del gradiente de salinidad se denomina ósmosis retardada por presión. En este método, el agua de mar se bombea a una cámara de presión que está a una presión más baja que la diferencia entre las presiones del agua salina y el agua dulce. El agua dulce también se bombea a la cámara de presión a través de una membrana, lo que aumenta tanto el volumen como la presión de la cámara. A medida que se compensan las diferencias de presión, se hace girar una turbina creando energía. Este método está siendo estudiado específicamente por la empresa noruega Statkraft, que ha calculado que hasta 25 TWh / año estarían disponibles a partir de este proceso en Noruega. Statkraft ha construido el primer prototipo de planta de energía osmótica en el fiordo de Oslo que se inauguró el 24 de noviembre de 2009. Sin embargo, en enero de 2014 Statkraft anunció que no continuaría con este piloto. [23]
Biomasa [ editar ]
La energía de biomasa se puede producir a partir de la combustión de material verde de desecho para calentar agua en vapor e impulsar una turbina de vapor. La bioenergía también se puede procesar a través de un rango de temperaturas y presiones en reacciones de gasificación , pirólisis o torrefacción . Dependiendo del producto final deseado, estas reacciones crean productos más densos en energía ( gas de síntesis , pellets de madera , biocarbón ) que luego se pueden alimentar a un motor acompañante para producir electricidad con una tasa de emisión mucho menor en comparación con la combustión al aire libre.
Centrales de almacenamiento [ editar ]
Es posible almacenar la energía y producir energía eléctrica en un momento posterior como en central hidroeléctrica reversible , almacenamiento de energía térmica , de almacenamiento de energía del volante , la estación de energía almacenamiento de la batería y así sucesivamente.
Almacenamiento bombeado [ editar ]
La forma de almacenamiento por bombeo más grande del mundo para el exceso de electricidad, el almacenamiento por bombeo es una planta hidroeléctrica reversible. Son consumidores netos de energía, pero proporcionan almacenamiento para cualquier fuente de electricidad, suavizando de manera efectiva los picos y valles en el suministro y la demanda de electricidad. Las plantas de almacenamiento por bombeo suelen utilizar electricidad "de repuesto" durante los períodos de menor actividad para bombear agua desde un depósito inferior a un depósito superior. Debido a que el bombeo se realiza "fuera de las horas pico", la electricidad es menos valiosa que en las horas pico. Esta electricidad "de repuesto" menos valiosa proviene de la energía eólica incontrolada y la carga base.centrales eléctricas como las de carbón, nucleares y geotérmicas, que aún producen energía por la noche a pesar de que la demanda es muy baja. Durante la demanda máxima diurna, cuando los precios de la electricidad son altos, el almacenamiento se utiliza para potencia máxima , donde se permite que el agua del depósito superior fluya de regreso a un depósito inferior a través de una turbina y un generador. A diferencia de las centrales eléctricas de carbón, que pueden tardar más de 12 horas en arrancar desde frío, un generador hidroeléctrico se puede poner en servicio en pocos minutos, ideal para satisfacer una demanda de carga máxima. Dos importantes planes de almacenamiento por bombeo se encuentran en Sudáfrica, el Plan de almacenamiento por bombeo de Palmiet y otro en el Plan de almacenamiento por bombeo de Drakensberg, Ingula .
Salida de potencia típica [ editar ]
 | Esta sección debe actualizarse . La razón dada es: "A partir de 2011", "A partir de abril de 2012" están desactualizados. ( Junio de 2016 ) |
La energía generada por una central eléctrica se mide en múltiplos de vatios , típicamente megavatios (10 6 vatios) o gigavatios (10 9 vatios). Las centrales eléctricas varían mucho en capacidad dependiendo del tipo de central eléctrica y de factores históricos, geográficos y económicos. Los siguientes ejemplos ofrecen una idea de la escala.
Muchos de los parques eólicos terrestres operativos más grandes se encuentran en los EE. UU. A partir de 2011, el parque eólico de Roscoe es el segundo parque eólico terrestre más grande del mundo, con una potencia de 781,5 MW , seguido del centro de energía eólica Horse Hollow (735,5 MW). En julio de 2013, London Array en Reino Unido es el parque eólico marino más grande del mundo con 630 MW , seguido por Thanet Offshore Wind Project en Reino Unido con 300 MW .
A partir de 2015 [actualizar], las plantas de energía fotovoltaica (PV) más grandes del mundo están dirigidas por Longyangxia Dam Solar Park en China, con una potencia de 850 megavatios.
Las estaciones de energía solar térmica en los EE. UU. Tienen el siguiente rendimiento:
- La instalación solar más grande del país en Kramer Junction tiene una potencia de 354 MW
- La producción planificada del proyecto de energía solar Blythe se estima en 485 MW
Las grandes centrales eléctricas de carbón, nucleares e hidroeléctricas pueden generar de cientos de megavatios a varios gigavatios. Algunos ejemplos:
- La central nuclear de Koeberg en Sudáfrica tiene una capacidad nominal de 1860 megavatios.
- La central eléctrica de carbón Ratcliffe-on-Soar en el Reino Unido tiene una capacidad nominal de 2 gigavatios.
- La planta hidroeléctrica de la presa de Asuán en Egipto tiene una capacidad de 2,1 gigavatios.
- La planta hidroeléctrica de Three Gorges Dam en China tiene una capacidad de 22,5 gigavatios.
Las centrales eléctricas de turbinas de gas pueden generar decenas a cientos de megavatios. Algunos ejemplos:
- La central eléctrica con turbina de gas de ciclo simple o de ciclo abierto (OCGT) de Indian Queens en Cornwall, Reino Unido, con una sola turbina de gas tiene una potencia nominal de 140 megavatios.
- La central eléctrica de Medway , una central eléctrica de turbina de gas de ciclo combinado (CCGT) en Kent, Reino Unido, con dos turbinas de gas y una turbina de vapor, tiene una potencia de 700 megavatios. [24]
La capacidad nominal de una central eléctrica es casi la potencia eléctrica máxima que puede producir. Algunas plantas de energía funcionan casi exactamente a su capacidad nominal todo el tiempo, como una planta de energía de carga base sin seguimiento de carga , excepto en momentos de mantenimiento programado o no programado.
Sin embargo, muchas centrales eléctricas suelen producir mucha menos energía que su capacidad nominal.
En algunos casos, una planta de energía produce mucha menos energía que su capacidad nominal porque utiliza una fuente de energía intermitente . Los operadores tratan de obtener la máxima energía disponible de tales plantas de energía, porque su costo marginal es prácticamente cero, pero la energía disponible varía ampliamente, en particular, puede ser cero durante las fuertes tormentas nocturnas.
En algunos casos, los operadores producen deliberadamente menos energía por razones económicas. El costo del combustible para hacer funcionar una carga después de una planta de energía puede ser relativamente alto, y el costo de combustible para hacer funcionar una planta de energía en su punto máximo es aún mayor; tienen costos marginales relativamente altos. Los operadores mantienen las plantas de energía apagadas ("reserva operativa") o funcionando con un consumo mínimo de combustible [ cita requerida ] ("reserva giratoria") la mayor parte del tiempo. Los operadores alimentan más combustible a la carga después de las plantas de energía solo cuando la demanda aumenta por encima de lo que pueden producir las plantas de menor costo (es decir, plantas de carga base e intermitentes), y luego alimentan más combustible a las plantas de energía en picos solo cuando la demanda aumenta más rápido que la carga pueden seguir las siguientes plantas de energía.
Medición de salida [ editar ]
No toda la energía generada por una planta se entrega necesariamente a un sistema de distribución. Por lo general, las plantas de energía también usan parte de la energía, en cuyo caso la producción de generación se clasifica en generación bruta y generación neta .
La generación bruta o producción eléctrica bruta es la cantidad total de electricidad generada por una planta de energía durante un período de tiempo específico. [25] Se mide en la terminal de generación y se mide en kilovatios-hora (kW · h), megavatios-hora (MW · h), [26] gigavatios-hora (GW · h) o para las plantas de energía más grandes teravatios -horas (TW · h). Incluye la electricidad utilizada en los auxiliares de la planta y en los transformadores. [27]
- Generación bruta = generación neta + uso dentro de la planta (también conocido como cargas internas)
La generación neta es la cantidad de electricidad generada por una planta de energía que se transmite y distribuye para uso del consumidor. La generación neta es menor que la generación de energía bruta total, ya que parte de la energía producida se consume dentro de la propia planta para alimentar equipos auxiliares como bombas , motores y dispositivos de control de la contaminación. [28] Así
- Generación neta = generación bruta - uso dentro de la planta ( también conocido como cargas internas)
Operaciones [ editar ]
El personal operativo de una central eléctrica tiene varias funciones. Los operadores son responsables de la seguridad de las cuadrillas de trabajo que frecuentemente reparan el equipo mecánico y eléctrico. Mantienen el equipo con inspecciones periódicas y registran temperaturas, presiones y otra información importante a intervalos regulares. Los operadores son responsables de arrancar y detener los generadores según sea necesario. Pueden sincronizar y ajustar la salida de voltaje de la generación agregada con el sistema eléctrico en funcionamiento, sin alterar el sistema. Deben conocer los sistemas eléctricos y mecánicos para solucionar problemas.problemas en la instalación y aumentan la confiabilidad de la instalación. Los operadores deben poder responder a una emergencia y conocer los procedimientos establecidos para hacer frente a ella.
Ver también [ editar ]
- Cogeneración
- Torre de enfriamiento
- Costo de la electricidad por fuente
- Calefacción urbana
- Generación eléctrica
- Impacto ambiental de la generación de electricidad
- Chimenea de gases de combustión
- Central eléctrica de combustibles fósiles
- Electricidad geotermal
- Planta de energía de vórtice de agua por gravedad
- Sistema eléctrico conectadas a la red minicentrales eléctricas
- Lista de las centrales eléctricas más grandes del mundo
- Lista de centrales eléctricas
- Lista de fallas de la central térmica
- Planta de energía nuclear
- Eficiencia de la planta
- Problema de compromiso de la unidad
- Planta de energía virtual
Referencias [ editar ]
- ^ Thompson, Silvanus Phillips (1888). Maquinaria dinamoeléctrica: un manual para estudiantes de electrotecnia . Londres: E. & FN Spon. pag. 140 .
- ^ "Hidroeléctrica restaurada en la histórica casa de Northumberland" . BBC News .
- ^ McNeil, Ian (1996). Una enciclopedia de la historia de la tecnología ([Nueva ed.]. Ed.). Londres: Routledge. pag. 369 . ISBN 978-0-415-14792-7.
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- ^ "Generación de electricidad por fuente" . Agencia Internacional de Energía .
- ^ "China y Rusia aceleran el ritmo de la cooperación energética" . Ministerio de Comercio . 24 de julio de 2018.
- ^ "Inter RAO UES coopera con State Grid Corporation of China" . Noticias de referencia . 4 de junio de 2018.
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Enlaces externos [ editar ]
 | Wikimedia Commons tiene medios relacionados con Centrales eléctricas . |
- Sistema de identificación para centrales eléctricas (KKS)
- Diagrama de la central eléctrica
- Las plantas de energía más grandes del mundo
- Base de datos de emisiones de carbono de centrales eléctricas en todo el mundo (Carbon Monitoring For Action: CARMA)
- Medición del producto neto vs bruto '' Archivado desde el original (pdf) el 21 de octubre de 2012
- Medición de la generación de energía Archivado desde el original (pdf) el 2 de octubre de 2012
