UNIDAD 7.- GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA.
7.5. ¿Cómo se genera la energía eléctrica?
En general, la creación de energía eléctrica consiste en transformar alguna clase de energía química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas centrales eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico.
7.5.1. Tipos de generación de E.E.
Termoeléctrica
Hidroeléctrica
Eólica
Fotovoltaica
7.5.2. Procesos de generación de E.E.
Central Termoeléctrica
Una central termoeléctrica es una instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir de calor. Este calor puede obtenerse tanto de combustibles fósiles (petróleo, gas natural o carbón) como de la fisión nuclear del uranio u otro combustible nuclear. Las centrales que en el futuro utilicen la fusión también serán centrales termoeléctricas.
Central Hidroeléctrica
Una central hidroeléctrica es aquella que se utiliza para la generación de energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada en una presa situada a más alto nivel que la central. El agua se lleva por una tubería de descarga a la sala de máquinas de la central, donde mediante enormes turbinas hidráulicas se produce la electricidad en alternadores. Las dos características principales de una central hidroeléctrica, desde el punto de vista de su capacidad de generación de electricidad son:
La potencia, que es función del desnivel existente entre el nivel medio del embalse y el nivel medio de las aguas debajo de la central, y del caudal máximo turbinable, además de las características de la turbina y del generador.
La energía garantizada en un lapso determinado, generalmente un año, que está en función del volumen útil del embalse, de la pluviometría anual y de la potencia instalada.
Central Eólica
La energía eólica es la que se obtiene del viento, es decir, de la energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire o de las vibraciones que el dicho viento produce. Los molinos de viento se han usado desde hace muchos siglos para moler el grano, bombear agua u otras tareas que requieren una energía. En la actualidad se usan aerogeneradores para generar electricidad, especialmente en áreas expuestas a vientos frecuentes, como zonas costeras, alturas montañosas o islas. La energía del viento está relacionada con el movimiento de las masas de aire que se desplazan de áreas de alta presión atmosférica hacia áreas adyacentes de baja presión, con velocidades proporcionales al gradiente de presión
Central fotovoltaica
Se denomina energía solar fotovoltaica a la obtención de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos. Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos. A mayor escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica. Alemania es en la actualidad el segundo productor mundial de energía solar fotovoltaica tras Japón, con cerca de 5 millones de metros cuadrados de colectores de sol, aunque sólo representa el 0,03% de su producción energética total. La venta de paneles fotovoltaicos ha crecido en el mundo al ritmo anual del 20% en la década de los noventa. En la Unión Europea el crecimiento medio anual es del 30%, y Alemania tiene el 80% de la potencia instalada de la unión.[
7.6. Transportación y almacenaje de la energía eléctrica.
Para ello, los niveles de energía eléctrica producidos deben ser transformados, elevándose su nivel de tensión. Esto se hace considerando que para un determinado nivel de potencia a transmitir, al elevar el voltaje se reduce la corriente que circulará, reduciéndose las pérdidas por Efecto Joule. Con este fin se emplazan subestaciones elevadoras en las cuales dicha transformación se efectúa empleando transformadores, o bien autotransformadores. De esta manera, una red de transmisión emplea usualmente voltajes del orden de 220 kV y superiores, denominados alta tensión, de 400 kV.
Parte de la red de transporte de energía eléctrica son las líneas de transporte.
Una línea de transporte de energía eléctrica o línea de alta tensión es básicamente el medio físico mediante el cual se realiza la transmisión de la energía eléctrica a grandes distancias. Está constituida tanto por el elemento conductor, usualmente cables de cobre o aluminio, como por sus elementos de soporte, las torres de alta tensión. Generalmente se dice que los conductores "tienen vida propia" debido a que están sujetos a tracciones causadas por la combinación de agentes como el viento, la temperatura del conductor, la temperatura del viento, etc.
Existen una gran variedad de torres de transmisión como son conocidas, entre ellas las más importantes y más usadas son las torres de amarre, la cual debe ser mucho más fuertes para soportar las grandes tracciones generadas por los elementos antes mencionados, usadas generalmente cuando es necesario dar un giro con un ángulo determinado para cruzar carreteras, evitar obstáculos, así como también cuando es necesario elevar la línea para subir un cerro o pasar por debajo/encima de una línea existente.
Existen también las llamadas torres de suspensión, las cuales no deben soportar peso alguno más que el del propio conductor. Este tipo de torres son usadas para llevar al conductor de un sitio a otro, tomando en cuenta que sea una línea recta, que no se encuentren cruces de líneas u obstáculos.
El y la capacidad de la línea de transmisión afectan el tamaño de estas estructuras principales. Por ejemplo, la estructura de la torre varía directamente según el voltaje requerido y la capacidad de la línea. Las torres pueden ser postes simples de madera para las líneas de transmisión pequeñas hasta 46 kilovolts (kV). Se emplean estructuras de postes de madera en forma de H, para las líneas de 69 a 231 kV. Se utilizan estructuras de acero independientes, de circuito simple, para las líneas de 161 kV o más. Es posible tener líneas de transmisión de hasta 1.000 kV.
7.7. Uso y consumo de la E.E.
Climatización con aire acondicionado: El mantenimiento de una temperatura adecuada en la vivienda es uno de los factores que más consumo y derroche de electricidad supone si no se toman las medidas adecuadas, como por ejemplo tener bien aisladas del exterior las habitaciones con vidrios de aislamiento térmico, toldos y persianas, tener una temperatura en la vivienda u oficina que no sea inferior a 25 °C en verano o superior a 20 °C en invierno. Desconectar el climatizador cuando no haya nadie en la zona climatizada. Ventilar la casa cuando la diferencia de temperatura con el exterior sea menor, es decir a primeras horas de la mañana en verano y al mediodía en invierno.
Iluminación: El empleo de bombillas de bajo consumo supone un ahorro de hasta un 80% respecto a las convencionales. Utilizar bombillas de bajo consumo en aquellas dependencias de la vivienda que tengan que permanecer mucho tiempo encendidas. Siempre que sea posible, aprovechar la iluminación natural. Usar la luz solo cuando se necesite. No dejar luces encendidas en habitaciones que no se estén utilizando. Las lámparas halógenas consumen mucha más energía que otros tipos de bombillas y disipan más calor. Los tubos fluorescentes duran hasta 10 veces más que las bombillas tradicionales y son muy eficientes energéticamente, si se va a tener una lámpara fluorescente apagada menos de 20 minutos, es mejor dejarla encendida. Si se tiene iluminación exterior en un jardín, controlar su funcionamiento mediante un programador o interruptor crepuscular.
Existen nuevas tecnologías de luminarias como los diodos emisores de luz (LED), así como diversas tecnologías de control de la iluminación: regulación de potencia, sensores de proximidad, combinación luz natural - luz artificial, doble iluminación e iluminación selectiva.[6]
Calefacción: Procurar que en la vivienda entre en invierno la mayor cantidad de sol posible; para ello es necesario subir las persianas los días soleados. El sol proporciona al hogar luz y calor gratis. Al anochecer cerrar las cortinas y bajar las persianas, porque reducirá la pérdida de calor. Si se cambian las ventanas durante una remodelación de la vivienda es aconsejable que las ventanas nuevas sean de doble acristalamiento. Instalando juntas o burletes en puertas y ventanas se podrán reducir las fugas de calefacción en un 10%, una vivienda bien aislada puede ahorrar hasta un 30% en gastos de calefacción (y hasta un 50% en viviendas unifamiliares). Para ventilar completamente una habitación 10 minutos son suficientes. Una temperatura de 20º en invierno resulta muy confortable. Por cada grado que se suba este nivel, gastarás innecesariamente un 10% más de energía. Utilizando la calefacción eléctrica, tendrás un control estricto de la temperatura de cada habitación. Utilizando equipos acumuladores de calor y contratando la tarifa nocturna se puede ahorrar más del 50% en el coste de calefacción. En determinados casos, también puede ser conveniente recurrir a la microcogeneración.
Lavadora y secadora: Siempre que se pueda, hay que usar programas de lavado a temperaturas lo más baja posibles, muchos detergentes son eficaces con lavados en frio. Una colada a 60 °C en lugar de 90 °C reduce el gasto energético a casi la mitad. Utilizar al máximo la capacidad de tu lavadora (o secadora) con dicha práctica se reduce mucho el consumo de agua, detergente y energía, además se alarga de forma considerable la vida del electrodoméstico. Si se compra una lavadora nueva, elegirla con centrifugado de alta velocidad. La ropa saldrá escurrida y reducirás el tiempo de uso de la secadora. Un centrifugado de la lavadora a 1.200 revoluciones, en vez de a 700, reduce el consumo de la secadora en un 20%. Aún así, de ser posible, es recomendable no usar secadora, sino extender la ropa para que se seque al aire.
Lavavajillas: Aprovechar al máximo la capacidad del lavavajillas y selecciona el programa adecuado. Si no está lleno, se puede realizar un prelavado con agua fría ya que facilita el lavado posterior. Tener cuidado al colocar los utensilios ya que el agua debe circular entre ellos con facilidad. Usa los niveles de sal y abrillantador recomendados. Hay que recordar que los programas económicos/ecológicos suelen ser los de mayor duración, en contra de lo que se puede pensar. Esto es debido a la reutilización de agua y al uso de temperaturas menores, por lo que el tiempo necesario para igualar el resultado de un lavado corto, es menor. Los programas cortos son los de mayor consumo tanto de agua como de electricidad.
Evitar el modo stand-by: Es conveniente apagar por completo los equipos eléctricos que no vayan a utilizarse ya que se calcula que el modo stand-by supone un 5-10% del consumo total, que podemos considerar del todo superfluo. En el caso de los equipos que no cuentan con botón de apagado, puede resultar útil utilizar regletas que sí lo tengan o un sistema eliminador de standby.
