Tipos de centrales eléctricas que hay en todo el mundo
Una central eléctrica es una instalación industrial utilizada para generar y distribuir energía eléctrica de forma masiva. Muchas de estas cuentan con uno o más generadores, una máquina giratoria —alternador— que convierte la energía mecánica en eléctrica trifásica. Así, el movimiento relativo entre el campo magnético y un conductor eléctrico crea corriente eléctrica.
Debido a sus requisitos —un gran pedazo de tierra, alta demanda de agua, eliminación de desechos—, las centrales eléctricas están ubicadas lejos de las ciudades.
Por esta razón, estas instalaciones no solo deben preocuparse por la generación de energía, sino también por la transmisión. Es así como la mayoría suelen estar acompañadas de patios de transformadores, los cuales incrementan el voltaje de transmisión de la energía, lo que permite que se transmita eficientemente, incluso a largas distancias.
La fuente de energía para alimentar estos generadores varía bastante. El tipo de combustible le da nombre a cada planta, y, precisamente, esa es la clasificación que revisamos a continuación. Aquí los distintos tipos de centrales eléctricas:
Nucleares
En ellas, los elementos radiactivos —uranio, torio— son usados como el combustible principal. El horno y el bóiler de una térmica son remplazados por un reactor nuclear y tubos intercambiadores de calor.
Durante el proceso de generación de energía nuclear, el combustible radioactivo debe someterse a una reacción de fisión dentro del reactor. Esta se propaga por medio de una reacción en cadena controlada, y es acompañada por una gran cantidad de energía, la cual se manifiesta en forma de calor.
Después, el calor se transfiere al agua presente en los tubos intercambiadores de calor. Como resultado, se produce valor supercalentado. Y una vez que el proceso de formación concluye exitosamente, el resto transcurre como en una planta térmica convencional, pues el vapor alimenta las turbinas para generar electricidad.
Hidroeléctricas
En ellas, la electricidad se produce al aprovechar al fuerza gravitacional del agua que fluye.
Su efecto en el medio ambiente es muy bajo; sin embargo, la construcción de estas plantas requiere un inversión sumamente importante.
Las cinco centrales eléctricas de mayor capacidad —de cualquier tipo— son hidroeléctricas, y dos de ellas están en China.
Cabe destacar que su capacidad es considerablemente menor que las nucleares y las térmicas. Por ello, las hidroeléctricas suelen asistirlas durante las horas de mayor consumo. Estas también ayudan en la irrigación y el control de inundaciones.
De carbón
A pesar de que son de los tipos de centrales eléctricas que más dejan huella de carbono, estas satisfacen casi el 40 por ciento de las necesidades energéticas del planeta.
Estas queman carbón para convertir agua en vapor. Luego, este último se usa, con ayuda de un generador, para alimentar las turbinas que producen electricidad.
Una central de carbón de 1,000 MW quema 9,000 toneladas de combustible al día. China es el país con más de estas centrales, lo que la convierte en la nación con más emisiones de carbono. La central de Datang Tuoketuo es la más grande del mundo, con una capacidad de 6.7 GW; utiliza más de 21 millones de toneladas de carbón año para satisfacer las demandas energéticas de China.
Geotérmicas
Los tres tipos principales de plantas geotérmicas incluyen las de vapor seco, de vapor de destello y de ciclo binario. Todas utilizan turbinas de vapor para producir electricidad.
La capacidad instalada de estas plantas ha incrementado durante la última década, de 10 a 14 GW desde 2010 hasta 2019.
Son de los tipos de centrales eléctricas más amigables con el medio ambiente, ya que emiten una menor cantidad de gases dañinos en comparación con las de carbón.
El complejo denominado como The Geysers, en California, EE. UU., es la planta más grande de su tipo en el planeta. Su generación en 2018, por ejemplo, fue de 6,516 GWh.
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De gas
Una central eléctrica alimentada con gas quema este combustible —una creciente fuente de energía en todo el mundo— para generar electricidad.
Si bien el gas es un combustible fósil, las emisiones que produce su combustión son menos perjudiciales que las del carbón o el petróleo.
Datos de la Agencia Internacional de la Energía muestran que la generación de electricidad a partir del gas natural se expandió 3 por ciento en 2019, por lo que representa el 23 por ciento de la generación energética global.
Aquí también es donde entra la cogeneración —planta eléctrica de ciclo combinado—. Usando turbinas de gas y vapor, estas centrales producen grandes cantidades de electricidad a partir de un solo combustible, a diferencia de una tradicional. Las plantas en cuestión capturan el calor de la turbina de gas para incrementar la producción de energía. Además, sus emisiones de carbono son reducidas.
Solares
Estas, por supuesto, utilizan la energía que emite el sol para producir electricidad. Los paneles solares capturan la luz solar por medio de celdas fotovoltaicas, para luego convertirla en energía eléctrica.
Hoy en día, cada vez más países están volteando hacia la energía solar para disminuir su dependencia de los combustibles fósiles. El Parque Solar Bhadla, en la India, es el más grande de su tipo actualmente. Su capacidad es de 2,245 MW.
Además de no requerir grandes labores de mantenimiento, estas pueden duran hasta 20 o 25 años.
Según la Agencia Internacional de Energía Renovable, la capacidad de la energía solar incrementará 9 por ciento cada año entre 2018 y 2050. Para entonces, debería ser de 8,000 GW.
Actualmente, instalar parques solares requiere una considerable inversión y bastantes hectáreas libres.
Eólicas
Las centrales eólicas convierten la energía del viento en electricidad por medio de turbinas. Por supuesto, estas son muy efectivas al producir energía limpia.
El Parque Eólico Gansu, en China, es el más grande de su tipo. Aunque comenzó operando solo al 40 por ciento de su capacidad —8 GW—, para 2020 se esperaba que alcanzara la máxima —20 GW—.
Una vez que las turbinas de un parque eólico quedan instaladas, su mantenimiento —generalmente— es bajo, y se considera que son relativamente rentables.
La capacidad global de la energía eólica ha crecido 75 por ciento en las últimas dos décadas, de 7.5 a 564 GW, entre 1997 a 2018.
Mareomotrices
Estas plantas usan la marea para producir energía. Su adopción es muy baja, pues existen bastantes limitantes para su construcción, a pesar de la que primera comenzó a operar en 1966.
Por supuesto, la necesidad de generar energía a partir de fuentes renovables podría acelerar los avances tecnológicos que permitan una mayor adopción.
La demanda de energía en todo el mundo solo sigue aumentando, y debido al impacto de los combustibles fósiles en el medio ambiente, los tipos de centrales eléctricas verdes eventualmente se convertirán en la norma internacional.
