CENTRALES ELECTRICAS

CENTRALES TERMICAS

COMO FUNCIONAN?
El funcionamiento de todas las centrales térmicas, o termoeléctricas, es semejante. El combustible se almacena en parques o depósitos adyacentes, desde donde se suministra a la central, pasando a la caldera.
Una vez en la caldera, los quemadores provocan la combustión del carbón, fuel-oil o gas, generando energía calorifico. Esta convierte a su vez, en vapor a alta temperatura el agua que circula por una extensa red formada por miles de tubos que tapizan las paredes de la caldera.
Este vapor entra a gran presión en la turbina de la central, la cual consta de tres cuerpos -de alta, media y baja presión, respectivamente- unidos por un mismo eje.
En el primer cuerpo (alta presión) hay centenares de álabes o paletas de pequeño tamaño. El cuerpo a media presión posee asimismo centenares de álabes pero de mayor tamaño que los anteriores. El de baja presión, por último, tiene álabes aún más grandes que los precedentes. El objetivo de esta triple disposición es aprovechar al máximo la fuerza del vapor, ya que este va perdiendo presión progresivamente, por lo cual los álabes de la turbina se hacen de mayor tamaño cuando se pasa de un cuerpo a otro de la misma., Hay que advertir, por otro lado, que este vapor, antes de entrar en la turbina, ha de ser cuidadosamente deshumidificado. En caso contrario, las pequeñísimas gotas de agua en suspensión que transportaría serían lanzadas a granvelocidad contra los álabes, actuando como si fueran proyectiles y erosionando las paletas hasta dejarlas inservibles.
El vapor de agua a presión, por lo tanto, hace girar los álabes de la turbina generando energía mecánica. A su vez, el eje que une a los tres cuerpos de la turbina (de alta, media y baja presión) hace girar al mismo tiempo a un alternador unido a ella, produciendo así energía eléctrica. Esta es vertida a la red de transporte a alta tensión mediante la acción de un transformador.
Por su parte, el vapor -debilitada ya su presión- es enviado a unos condensadores. Allí es enfriado y convertido de nuevo en agua. Esta es conducida otra vez a los tubos que tapizan las paredes de la caldera, con lo cual el ciclo productivo puede volver a iniciarse.
Para minimizar los efectos de la combustión de carbón sobre el medio ambiente, la central posee una chimenea de gran altura -las hay de más de 300 metros-, que dispersa los contaminantes en las capas altas de la atmósfera, y precipitadores (que retienen buena parte de los mismos en el interior de la propia central. )








Imagen del funcinamiento de la central termica:





IMPACTO AMBIENTAL:

La emisión de residuos a la atmósfera y los propios procesos de combustión que se producen en las centrales térmicas tienen una incidencia importante sobre el medio ambiente. Para tratar de paliar, en la medida de lo posible, los daños que estas plantas provocan en el entorno natural, se incorporan a las instalaciones diversos elementos y sistemas.
El problema de la contaminación es máximo en el caso de las centrales termoeléctricas convencionales que utilizan como combustible carbón. Además, la combustión del carbón tiene como consecuencia la emisión de partículas y ácidos de azufre.En las de fueloil los niveles de emisión de estos contaminantes son menores, aunque ha de tenerse en cuenta la emisión de óxidos de azufre y hollines ácidos, prácticamente nulos en las plantas de gas.
En todo caso, en mayor o menor medida todas ellas emiten a la atmósfera dióxido de carbono, CO2. Según el combustible, y suponiendo un rendimiento del 40% sobre la energía primaria consumida, una central térmica emite aproximadamente.Las centrales de gas natural pueden funcionar con el llamado ciclo combinado, que permite rendimientos mayores (de hasta un poco más del 50%), lo que todavía haría las centrales que funcionan con este combustible menos contaminantes.


TECNICAS DE REDUCCION DEL IMPACTO AMBIENTAL:

Las medidas destinadas a reducir los efectos ambientales de una central térmica pueden agruparse en las siguientes categorías:

-Cambio de las condiciones básicas:
-Medidas de protección no técnicas:
-Medidas de protección técnicas:

RECERCA DE CENTRALES DE ESTE TIPO EN ESPAÑA:

En nuestro país hay en funcionamiento aproximadamente 200 centrales térmicas.

Mapa de las centrales tecmicas de España.


















CENTRALES NUCLEARES

¿COMO FUNCIONAN?

Los materiales radiactivos se caracterizan por la inestabilidad se sus átomos. Sus núcleos se rompen (fisión) liberando mucha energía.Esta fisión puede realizarse de forma rápida, en una explosión nuclear, o de forma lenta y controlada.En un reactor nuclear, se mantiene un combustible radiactivo fisionándose continuamente. Esto produce mucho calor. El combustible se refrigera con agua. Con esta energía se produce vapor de agua, y una turbina produce electricidad con este vapor.Cuando una central llega al final de su vida útil, el recinto que contiene los residuos radiactivos suele cubrirse con hormigón.Las centrales nucleares están diseñadas de forma que no es posible que exploten, como lo hace una bomba, puesto que no hay suficiente combustible nuclear como para superar una masa crítica determinada. Pero si se produce un fallo total y el reactor queda sin refrigeración, las altas temperaturas que pueden alcanzarse derritirían el reactor.
Dibujo del funcionamiento de una Central Nuclear.













IMPACTO AMBIENTAL:


Hoy en día se admite sin lugar a dudas que el calentamiento global ha sido provocado por la acción del hombre y si no se toman medidas urgentes para detener su incremento, provocará graves consecuencias para la humanidad.
La contaminación producida por la emisión de determinados gases, tiene mucho que ver en el calentamiento global. Son los llamados gases de efecto invernadero y el que más influye con diferencia en este efecto invernadero es el Dióxido de Carbono (CO2) que proviene sobre todo del uso de los combustibles fósiles junto con los óxidos de nitrógeno (NOx) y el dióxido de azufre (SO2).
El NOx y el SO2 son los principales causantes de la lluvia ácida además de tener mucho que ver con la destrucción de la capa de ozono, y se producen en su mayoría por la combustión de carbón y petróleo en las centrales térmicas y refinerías.
Entre las medidas más importantes que se deben tomar para frenar el calentamiento global se encuentra la reducción del uso de combustibles fósiles, los cuales se utilizan para producir la mayoría de la energía eléctrica que se consume. Por lo tanto, para reducir su uso es preciso recurrir a otras fuentes de energía.


RECERCA DE CENTRALES DE ESTE TIPO EN ESPAÑA:


Mapa de las Centrales Nucleares en España.

CENTRALES HIDROELECTRICAS

¿COMO FUNCIONAN?
El agua se transporta por unos conductos o tuberías forzadas, controlados con válvulas y turbinas para adecuar el flujo de agua con respecto a la demanda de electricidad. En la figura se aprecia cómo el agua que llega a alta presión en la turbina, incide en sus álabes, haciendo girar su eje, el cual va conectado a un generador produciendo en éste energía eléctrica. Luego el agua sale por los canales de descarga. Los generadores están situados justo encima de las turbinas y van conectados con árboles verticales. El diseño de las turbinas depende del caudal de agua; las turbinas Francis se utilizan para caudales grandes y saltos medios y bajos, y las turbinas Pelton para grandes saltos y pequeños caudales.

Dibujo del funcinamiento de una Central Hidroelectrica.





IMPACTO AMBIENTAL:

Los impactos negativos pueden ocurrir durante la construcción, así como la operación de las plantas termoeléctricas. Los impactos de la construcción son causados, principalmente, por las siguientes actividades de la preparación del sitio: desbroce, excavación, movimiento de tierras, drenaje, dragado o embalse de los ríos y otras extensiones de agua, establecimiento de las áreas de colocación, de préstamo y de relleno. Se emplea un gran número de trabajadores en la construcción de las centrales energéticas, y esto puede causar impactos socioculturales importantes en las comunidades locales.
Las plantas termoeléctricas son consideradas fuentes importantes de emisiones atmosféricas y pueden afectar la calidad del aire en el área local o regional. La combustión que ocurre en los proyectos termoeléctricos emite dióxido de sulfuro (S02), óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (C02) y partículas (que pueden contener metales menores). Las cantidades de cada uno dependerán del tipo y el tamaño de la instalación y del tipo y calidad del combustible, y la manera en que se queme. La dispersión y las concentraciones de estas emisiones, a nivel de la tierra, son el resultado de una interacción compleja de las características físicas de la chimenea de la planta, las cualidades físicas y químicas de las emisiones, las condiciones meteorológicas en el sitio, o cerca del mismo durante el tiempo que se requiere para que las emisiones se trasladen desde la chimenea hasta el receptor a nivel de la tierra, las condiciones topográficas del sitio de la planta y las áreas circundantes, y la naturaleza de los receptores (p.ej., seres humanos, cultivos y vegetación nativa).

RECERCA DE CENTRALES HIDROELECTRICAS EN ESPAÑA:


















CENTRALES DE BIOMASA

¿COMO FUNCIONAN?
Las centrales térmicas convencionales utilizan la energía solar atrapada por la fotosíntesis, acumulada en los tejidos de plantas y animales para producir electricidad. Se trata de compuestos de carbono e hidrógeno, muy reactivos con el oxígeno, que producen gran cantidad de calor al quemarse.
La mayoría de las centrales térmicas queman combustibles fósiles, producto de la descomposición y almacenamiento en las capas geológicas de plantas y animales que vivieron hace millones de años. Estos combustibles -carbón, petróleo y gas natural- tienen un poder calorífico muy variable, según el tipo de yacimiento del que son extraídos y la época en que éste se formó.
Otras centrales térmicas funcionan quemando biomasa viva, es decir, madera, leñas y residuos agrícolas. Otras pueden funcionar recuperando la energía contenida en materiales de alto poder calorífico presentes en los residuos urbanos, principalmente plásticos, papel y cartón. También es posible emplear el gas metano que produce la descomposición de la materia orgánica en los vertederos, o incluso de las deyecciones (purines) del ganado.
Sea cual sea el combustible utilizado, todas las centrales térmicas, así como las nucleares, comparten el mismo proceso básico basado en un circuito de vapor. Y coinciden con las centrales “atmosféricas” en producir electricidad mediante el uso de turbinas conectadas a generadores de corriente.









imagen del funcinamiento de una central de biomasa.













IMPACTO AMBIENTAL:

Las instalaciones de generación de energía a partir de la combustión de leña y residuos forestales, en la medida en que sean sometidas a un correcto esquema de mantenimiento y adecuadamente conducidas y reguladas durante su funcionamiento, no presentan per se un impacto ambiental negativo en su entorno.
El principal impacto ambiental potencial de estos aprovechamientos se dá cuando no existe una correcta planificación en la provisión del combustible, en lo que hace a su procedencia y cantidad, induciendo de esa manera a la eventual depredación del recurso.
Este factor desaparece en los casos en que se dispone como combustible de los residuos de explotación y/o industrialización de madera o bien se utiliza leña comercial.
Las restantes fuentes de impacto ambiental están constituidas por las emisiones y afluentes propios del funcionamiento de la planta y por la posible contaminación a través de ruidos o vibraciones.
En el primer aspecto, los combustibles biomásicos no presentan mayor nivel potencial de contaminación que otros combustibles, sobre todo si se mantiene un adecuado control de la combustión y se utilizan medios aptos para en control de las emisiones. En los casos de cogeneración no existe impacto adicional por la producción de energía eléctrica, ya que el vapor debe ser producido para alimentar el proceso principal.
En el segundo aspecto, y en particular para los motores de vapor verticales rápidos, la influencia no es diferente de la de los grupos motogeneradores Diesel.



CENTRALES EOLICAS

¿COMO FUNCIONAN?

El viento mueve las palas de la hélice, que transmite el movimiento, a través de un eje, hasta una caja de engranajes. Allí, la velocidad de giro del eje se regula para garantizar la mayor producción energética, ya que desde la caja de engranajes el movimiento se transmite hasta el generador, el cual produce electricidad. La electricidad viaja desde el generador hasta los transformadores, donde aumenta la tensión para poder se transportada la energía eléctrica hasta los lugares de consumo. Al mismo tiempo, el paso de las palas y la orientación del aerogenerador, son regulados por varios sistemas electrónicos (formados por varios censores y servos).

Imagen del funcinamiento de una central eolica

IMPACTO AMBIENTAL:

-Al comienzo de su instalación, los lugares seleccionados para ello coincidieron con las rutas de las aves migratorias, o zonas donde las aves aprovechan vientos de ladera, lo que hace que entren en conflicto los aerogeneradores con aves y murciélagos. Afortunadamente los niveles de mortandad son muy bajos en comparación con otras causas como por ejemplo los atropellos (ver gráfico). Aunque algunos expertos independientes aseguran que la mortandad es alta. Actualmente los estudios de impacto ambiental necesarios para el reconocimiento del plan del parque eólico tienen en consideración la situación ornitológica de la zona. Además, dado que los aerogeneradores actuales son de baja velocidad de rotación, el problema de choque con las aves se está reduciendo.
-El impacto paisajístico es una nota importante debido a la disposición de los elementos horizontales que lo componen y la aparición de un elemento vertical como es el aerogenerador. Producen el llamado efecto discoteca: este efecto aparece cuando el sol está por detrás de los molinos y las sombras de las aspas se proyectan con regularidad sobre los jardines y las ventanas, parpadeando de tal modo que la gente denominó este fenómeno: “efecto discoteca”. Esto, unido al ruido, puede llevar a la gente hasta un alto nivel de estrés, con efectos de consideración para la salud. No obstante, la mejora del diseño de los aerogeneradores ha permitido ir reduciendo el ruido que producen.
-La apertura de pistas y la presencia de operarios en los parques eólicos hace que la presencia humana sea constante en lugares hasta entonces poco transitados. Ello afecta también a la fauna.

TECNICAS DE REDUCCION DEL IMPACTO AMBIENTAL:

Colocar los aerogeneradores en lugares donde no moleste el ruido que puedan hacer o donde no alla mucha vegetación ni donde habiten muchos animales para que no les interrumpan sus actividades.




RECERCA DE CENTRALES EOLICAS EN ESPAÑA:






mapa de las centrales eolicas de españa.

CENTRALES FOTOVOLTAICAS

¿COMO FUNCONAN?

Los módulos fotovoltaicos o colectores solares fotovoltaicos (llamados a veces paneles solares, aunque esta denominación abarca otros dispositivos) están formados por un conjunto de celdas (células fotovoltaicas) que producen electricidad a partir de la luz que incide sobre ellos. El parámetro estandarizado para clasificar su potencia se denomina potencia pico, y se corresponde con la potencia máxima que el módulo puede entregar bajo unas condiciones estandarizadas, que son:
- radiación de 1000 W/m2
- temperatura de célula de 25ºC (no temperatura ambiente).
Las placas fotovoltaicas se dividen en:
Cristalinas
Monocristalinas: se componen de secciones de un único cristal de silicio (reconocibles por su forma circular u octogonal, donde los 4 lados cortos, si se observa, se aprecia que son curvos, debido a que es una célula circular recortada).
Policristalinas: cuando están formadas por pequeñas partículas cristalizadas.
Amorfas: cuando el silicio no se ha cristalizado.
Su efectividad es mayor cuanto mayores son los cristales, pero también su peso, grosor y coste. El rendimiento de las primeras puede alcanzar el 20% mientras que el de las últimas puede no llegar al 10%, sin embargo su coste y peso es muy inferior.















Dibujo del funcinamiento de una central fotovoltaica.

IMPACTO AMBIENTAL:

La energía solar fotovoltaica, al igual que otras energías renovables, constituye, frente a los combustibles fósiles, una fuente inagotable, contribuye al autoabastecimiento energético nacional y es menos perjudicial para el medio ambiente, evitando los efectos de su uso directo (contaminación atmosférica, residuos, etc) y los derivados de su generación (excavaciones, minas, canteras, etc). Los efectos de la energía solar fotovoltaica sobre los principales factores ambientales son los siguientes:
Clima: la generación de energía eléctrica directamente a partir de la luz solar no requiere ningún tipo de combustión, por lo que no se produce polución térmica ni emisiones de CO2 que favorezcan el efecto invernadero.
Geología: Las células fotovoltaicas se fabrican con silicio, elemento obtenido de la arena, muy abundante en la Naturaleza y del que no se requieren cantidades significativas. Por lo tanto, en la fabricación de los paneles fotovoltaicos no se producen alteraciones en las características litológicas, topográficas o estructurales del terreno.
Suelo: Al no producirse ni contaminantes, ni vertidos, ni movimientos de tierra, la incidencia sobre las características físico-químicas del suelo o su erosionabilidad es nula.
Aguas superficiales y subterráneas: No se produce alteración de los acuíferos o de las aguas superficiales ni por consumo, ni por contaminación por residuos o vertidos.
Flora y fauna: La repercusión sobre la vegetación es nula, y, al eliminarse los tendidos eléctricos, se evitan los posibles efectos perjudiciales para las aves.
Paisaje: Los paneles solares tienen distintas posibilidades de integración, lo que hace que sean un elemento fácil de integrar y armonizar en diferentes tipos de estructuras, minimizando su impacto visual. Además, al tratarse de sistemas autónomos, no se altera el paisaje con postes y líneas eléctricas.
Ruidos: El sistema fotovoltaico es absolutamente silencioso, lo que representa una clara ventaja frente a los generadores de motor en viviendas aisladas.
Medio social: El suelo necesario para instalar un sistema fotovoltaico de dimensión media, no representa una cantidad significativa como para producir un grave impacto. Además, en gran parte de los casos, se pueden integrar en los tejados de las viviendas. Por otra parte, la energía solar fotovoltaica representa la mejor solución para aquellos lugares a los que se quiere dotar de energía eléctrica preservando las condiciones del entorno; como es el caso por ejemplo de los Espacios


RECERCA DE CENTRALES EN ESPAÑA:



mapa de las centrales fotovoltaicas.

CENTRALES MAREOMOTRICES


¿COMO FUNCIONAN?
Existen diferentes tipos de instalaciones que permiten convertir la energía mareomotriz en energía eléctrica.
El principio fundamental para la conversión de la energía radica en la diferencia de niveles de agua oceánica a ambos lado de un dique que encierra un área oceánica.
Esta diferencia de niveles causa una diferencia de presiones de agua dentro y fuera del dique y debido a esta diferencia, es que los chorros de agua que pasan a través del dique, hacen rotar turbinas, produciendo de este modo energía eléctrica.
Una de las desventajas de este sistema de producción de energía eléctrica es que la misma no se genera constantemente sino que depende de los ciclos de mareas.
Los períodos de producción por lo tanto son alternos, al igual que los períodos de bajas y altas mareas (cada 6 horas).


IMPACTO AMBIENTAL:
flora y fauna:
El efecto más destacado sobre los diferentes factores ambientales es el causado sobre las poblaciones de seres vivos que ven transformado su hábitat natural. La modificación de los ecosistemas se produce principalmente por la alteración del lecho marino motivado por la barrera creada. Este tipo de barreras provoca alteraciones en la dinámica litoral que pueden afectar a especies muy sensibles a variaciones del medio, alterando todo el equilibrio ecológico.
Un estudio previo del medio permite diagnosticar la composición exacta del ecosistema y los posibles efectos que puede tener sobre su ecología la construcción de diques. Un efecto indirecto y no desdeñable es la merma económica provocada en las poblaciones que tienen en los recursos naturales del mar una fuente importante de ingresos.
Para el establecimiento de los diques es preciso elaborar estudios biológicos exhaustivos para evitar perjuicios irreversibles derivados de la presencia de endemismos, especies protegidas o especies que pueden resultar vitales a los asentamientos humanos costeros.
Paisaje:
El otro elemento relevante que puede ser afectado es el paisaje. La construcción de este tipo de estructuras en zonas bien conservadas y sin degradación antrópica resulta irreversible y deteriora en muchos casos los valores paisajísticos de las zonas de costa. A la hora de elegir un emplazamiento óptimo debe de tenerse en cuenta este aspecto como primordial para evitar degradar espacios naturales de gran valor.

Otros impactos ambientales pueden ser fácilmente corregidos tomando las necesarias precauciones, especialmente durante la fase de construcción de toda la infraestructura necesaria.


RECERCA DE CENTRALES EN ESPAÑA:




Mapa de centrales mareomotrices en españa.

CENTRALES GEOTERMICAS



¿COMO FUNCIONAN?
El funcionamiento de una central geotérmica se realiza mediante un sistema muy simple: dos tubos que han sido introducidos en la perforación practicada, mantienen sus extremos en circuito cerrado en contacto directo con la fuente de calor.
Por un extremo del tubo se inyecta agua fría desde la superficie, cuando llega a fondo se calienta y sube a chorro hacia la superficie a través del otro tubo, que tiene acoplado una turbina con un generador de energía eléctrica. El agua enfriada es devuelta de nuevo por el primer tubo para repetir el ciclo.
Ilustración de una central geotérmica
El sistema descrito es viable en lo que respecta a su construcción y perforación, no en vano las prospecciones petrolíferas se realizan a varios kilómetros de profundidad, sin embargo se presenta un problema relacionado con las transferencias de calor.

IMPACTO AMBIENTAL:

-Contaminación de aguas próximas con sustancias como arsénico, amoniaco, etc.
-Contaminación térmica.
-Deterioro del paisaje.
-No se puede transportar (como energía primaria).
-No está disponible más que en determinados lugares.