Centrales Eléctricas y Suministro


Sistemas eléctricos

Generalidades:

Los elementos que componen el sistema de energía eléctrica están básicamente estructurados en tres niveles o subsistemas, los cuales son:

· El subsistema de generación

· El subsistema de transmisión

· El subsistema de distribución

El subsistema de generación:

Es el primer nivel del sistema de energía eléctrica, está integrado por las plantas o centrales eléctricas. Las plantas son las encargadas de la producción de energía eléctrica, la cual es transmitida y distribuida hacia los usuarios del servicio.

Las plantas eléctricas realizan la producción de la energía eléctrica, lo cual es el proceso de conversión de la energía primaria (fósil, radiactiva, y renovable), en electricidad.

Según la fuente primaria las plantas eléctricas pueden ser:

Térmicas, a gas, nucleares, geotérmicas, hidráulicas, eólicas, solares, a biogás, etc.

En el uso de energías tradicionales, el principio de funcionamiento de estas plantas se realiza por el accionamiento de una turbina de vapor, de gas o Hidráulica que al rotar hace que funcione un generador eléctrico.

Los costos de generación son muy importantes para el estudio económico que se realizan en la planificación de los sistemas eléctricos. Estos costos sumados a los de transmisión y distribución, inciden directamente en el costo de la energía del consumidor.

Las plantas de generación y sus costos de operación son una parte del costo total.

Las turbinas hidráulicas son una de las formas más económicas de conversión de energía, lo costoso es la obra civil, pero los costos de operación son bajos.

Las condiciones geográficas e hidrológicas de determinadas regiones o zonas presentan características para la construcción de plantas hidroeléctricas.

El cauce de los ríos permite el aprovechamiento de la energía de sus aguas que es fácilmente transformable en energía eléctrica por el accionamiento de una turbina hidráulica de baja velocidad. El desnivel del agua, su volumen, el ciclo de crecida de los ríos, entre otras cosas, determinan el diseño y modo de operación de cada planta hidroeléctrica.

De acuerdo a como varíen los elementos anteriormente mencionados, de esa manera se influirá en la construcción de los embalses y demás obras civiles, lo mismo que en el tipo de turbina a utilizarse.

Las grandes inversiones iniciales que requieren las construcciones civiles de estas plantas, se compensan, por su bajo costo de operación, ya que estas plantas no consumen ningún tipo de combustible para su funcionamiento.

La construcción de las plantas hidroeléctricas debe de realizarse en aquellos lugares que existan posibilidades, independientemente que estén próximas o no a los grandes centros de carga. La operación de estas plantas está en función de la disponibilidad de agua.

Las plantas hidroeléctricas se dividen en tres tipos:

· Plantas hidroeléctricas de caída baja

La altura neta es de 30 metros, utiliza turbinas tipo Kaplan.

· Plantas hidroeléctricas de caída media

La altura neta es de 30-240 metros, utiliza turbina tipo Francis.

· Plantas hidroeléctricas de gran altura

La altura neta es superior a los 240 metros, utiliza turbina Pelton.

Las plantas hidroeléctricas son de alta eficiencia, son disponibles para el arranque y absorción de carga rápida, por eso son muy útiles para la regulación de la frecuencia.

Las plantas termoeléctricas han sido por muchos años una de las principales fuentes de energía eléctrica y utiliza turbinas de vapor para la conversión de electricidad. Los costos de operación de estas plantas van en aumento debido al aumento cada día más de los combustibles fósiles. Las plantas termoeléctricas operan mediante la transformación de parte del calor liberado por los combustibles fósiles en el proceso de su combustión.

El proceso de generación y utilización ocupa la mayor actividad de estas plantas, lo cual requiere de costosas inversiones. Los equipos fundamentales para realizar estas operaciones son la caldera y la turbina. En la caldera se genera el vapor, el cual es transformado en energía mecánica en la turbina. Ambos equipos necesitan una gran cantidad de equipos auxiliares para realizar estas operaciones.

La energía del vapor que llega a la turbina, mueve el rotor de la misma a 3,600 r.p.m. y acciona el GENERADOR ELECTRICO. La cantidad de agua de enfriamiento que requiere una planta termoeléctrica es apreciable, es por eso que estas plantas se construyen cerca de lagos, ríos y mares.

Las plantas termoeléctricas convencionales funcionan de manera satisfactoria en estado estable, pero requieren de un período de arranque de varias horas de duración para producir el vapor necesario para su operación.

Las plantas geotérmicas son también plantas termoeléctricas, la diferencia es que la energía primaria se obtiene directamente de los gases de la tierra. Estos gases se encuentran en los gases en los volcanes y en otras fuentes naturales.

Las plantas diesel producen mucho ruido, humos contaminantes, los costos de operación son elevados porque dependen del costo del combustible y requieren de mantenimiento anual. Son fácilmente portables y requieren poco espacio para ser instaladas. Son útiles para servicio de emergencia.

Las turbinas de gas tienen un costo de operación muy alto, por el combustible refinado que utilizan. Son muy útiles para carga pico en áreas urbanas debido a su rapidez de arranque.


Publicar un comentario

Entradas populares de este blog

¿Qué es la energía hidráulica?

La lluvia ácida es una de las consecuencias de la contaminación del aire

¿Qué es energía y potencia?

Acuerdo de Cochabamba

La energía ni se crea ni se destruye, sólo se transforma. (Einstein)

¿Cuál es el origen de la energía solar?

¿ Cómo la Draga Limpiará el Río San Juan, de Nicaragua?

Centrales eléctricas, turbinas y generadores.

¿Que es un Acuífero?

Día Mundial del Reciclaje