Una central térmica es una central eléctrica en la que la energía térmica se convierte en electricidad . Por lo general, el calor se usa para hervir agua en un gran recipiente a presión para producir vapor a alta presión , que impulsa una turbina de vapor conectada a un generador eléctrico . El escape de baja presión de la turbina pasa a través de un condensador de vapor y se recicla al lugar donde se calentó. Esto se conoce como ciclo de Rankine . El gas natural también se puede quemar directamente en una turbina de gas conectada de manera similar a un generador.
Las centrales hidroeléctricas (que generan hidroelectricidad ) están excluidas de esta categoría, ya que convierten la energía potencial del agua en electricidad a través de una turbina de agua . Quedan igualmente excluidas las plantas fotovoltaicas y eólicas .
El diseño de las centrales térmicas depende de la fuente de energía prevista: se utilizan combustibles fósiles , energía nuclear y geotérmica , energía solar , biocombustibles e incineración de desechos . Ciertas centrales térmicas también están diseñadas para producir calor con fines industriales; para calefacción urbana ; o desalinización de agua, además de generar energía eléctrica.
Casi todas las centrales eléctricas de carbón, las centrales de petróleo, nucleares , geotérmicas , termoeléctricas solares y las incineradoras de residuos , así como todas las centrales eléctricas de gas natural son térmicas. El gas natural se quema con frecuencia en turbinas de gas y en calderas . El calor residual de una turbina de gas, en forma de gas de escape caliente, se puede utilizar para generar vapor pasando este gas a través de un generador de vapor de recuperación de calor (HRSG). Luego, el vapor se usa para impulsar una turbina de vapor en un ciclo combinado.planta que mejora la eficiencia general. Las centrales eléctricas que queman carbón, fuel oil o gas natural a menudo se denominan centrales eléctricas de combustibles fósiles . También han aparecido algunas centrales térmicas alimentadas con biomasa . Las centrales térmicas no nucleares, en particular las plantas de combustibles fósiles, que no utilizan cogeneración , a veces se denominan centrales eléctricas convencionales .
Las centrales eléctricas de servicios públicos comerciales generalmente se construyen a gran escala y se diseñan para un funcionamiento continuo. Prácticamente todas las centrales eléctricas utilizan generadores eléctricos trifásicos para producir energía eléctrica de corriente alterna (CA) a una frecuencia de 50 Hz o 60 Hz . Las grandes empresas o instituciones pueden tener sus propias centrales eléctricas para suministrar calefacción o electricidad a sus instalaciones, especialmente si el vapor se crea de todos modos para otros fines. Las centrales eléctricas impulsadas por vapor se han utilizado para impulsar la mayoría de los barcos en la mayor parte del siglo XX .. Las centrales eléctricas de a bordo suelen acoplar directamente la turbina a las hélices del barco a través de cajas de engranajes. Las centrales eléctricas en tales barcos también proporcionan vapor a turbinas más pequeñas que impulsan generadores eléctricos para suministrar electricidad. La propulsión marina nuclear se usa, con pocas excepciones, solo en buques de guerra. Ha habido muchos barcos turboeléctricos en los que una turbina impulsada por vapor impulsa un generador eléctrico que alimenta un motor eléctrico para la propulsión .
Las plantas de cogeneración , a menudo denominadas instalaciones combinadas de calor y electricidad (CHP), producen energía eléctrica y calor para el calor de proceso o la calefacción de espacios, como vapor y agua caliente.