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• La central eléctrica• La turbina -Tipos de turbina• El alternador• Las centrales térmicas

convencionales - Principio de

funcionamiento - Refrigeración• Las centrales nucleares -Principio de

funcionamiento -Fisión nuclear -El reactor nuclear• Transporte y distribución

de la energía -¿Por qué es necesario

elevar la tensión?

• Energías alternativas -Centrales hidráulicas -Energía solar -Energía eólica -Energía geotérmica -Energía mareomotriz -Biomasa• Tratamiento de residuos -Centrales térmicas

convencionales -Centrales nucleares

La energía que utilizan las centrales eléctricas para alcanzar su objetivo se llama energía primaria. Para producir energía eléctrica se realizan diversas transformaciones energéticas: primero de la energía primaria en energía mecánica cinética y de ésta, en energía eléctrica.

Las máquinas encargadas de transformar la energía primaria en energía mecánica cinética se llaman turbinas, que son movidas por agua, vapor, gas, etc.

Los alternadores son los encargados de transformar la energía cinética en energía eléctrica. El conjunto de turbina y alternador se denomina turboalternador.

Los trasformadores convierten la energía eléctrica en

energía que puede ser utilizada por aparatos con diferentes tensiones.

La energía eléctrica generada en las centrales se transporta mediante las líneas de transporte y distribución. De esta forma se dispone de la energía necesaria para alimentar y utilizar los diversos receptores.

Las centrales eléctricas reciben el nombre de las fuentes de energía primaria que utilizan. Se clasifican en dos grupos: fuentes de energía primaria renovables y no renovables.

´ La turbina es una máquina rotativa que transforma en energía mecánica la energía potencial y cinética del agua, vapor o gas. La turbina hidráulica consta de:

-El distribuidor se encarga de orientar o dirigir el caudal de agua sobre una rueda móvil. Es la parte fija.

-El rodete es una rueda provista de álabes o paletas, en cuyo eje tiene lugar la transformación energética del agua.

Las turbinas se pueden clasificar atendiendo a los siguientes criterios:

*Por la dirección de entrada del agua respecto al eje de rotación.

-Turbinas radiales-axiales -Turbinas axiales -Turbinas tangenciales.

*Por la acción del agua sobre las paletas. -Turbinas de acción. -Turbinas de reacción.

Tipos de turbinas-Turbina Pelton.-Turbina Francis.-Turbina Kaplan.

El alternador es un generador eléctrico de corriente alterna. Son máquinas rotativas que transforman la energía mecánica cinética produciendo en la turbina en energía eléctrica.

*Constitución.

-Parte fija o estator, donde se realiza el bobinado inducido.

-Parte móvil o rotor, donde se realiza el bobinado inductor. El eje del rotor es solidario con el eje de la turbina.

*Principio de funcionamiento.

Según el fenómeno de inducción electromagnética, al girar la espira en el interior del campo magnético se crea una corriente inducida que varía de sentido y de valor. El sistema para extraer la corriente son dos anillos giratorios que se conectan a las escobillas.

El hecho de que varíe de valor y de sentido en cada vuelta del

alternador hace que la llamemos corriente alterna.

El valor de la corriente varía en función de la posición de la bobina. En cada vuelta pasa por un valor máximo y otro mínimo. Se conocen como amplitud.

El tiempo en segundos que tarda en dar una vuelta viene dado por una nueva magnitud, periodo. Si un alternador da una vuelta en un segundo, decimos que tiene una frecuencia de 1Hz.

*Características de los alternadores.

Los alternadores que se utilizan en las centrales son trifásicos, disponen de tres bobinas para la generación de corrientes inducidas. Son máquinas muy potentes.

Son las que utilizan como energía primaria combustibles fósiles.

*Principio de funcionamiento. Se basa en la transformación, en

una caldera, del agua en vapor. Se genera a muy altas presiones, es conducido por la tuberías hasta la turbina. El vapor choca contra los álabes de la turbina y produce un movimiento rotativo. Se consigue dotar al rotor del alternador de un giro con el que se obtiene una corriente alterna en sus bornes.

*Refrigeración. Cuando el vapor sale de la

turbina, no puede ser desechado, asi que se instala a la salida un condensador, que hace que el vapor se convierta de nuevo en agua. El vapor pasa por una serie de tubos por los que circula agua fría, al pasar por ellos la temperatura y la presión de vapor se reduce y se condensa.

Para no producir impacto medio ambiental se hace pasar el agua por una torre de refrigeración.

Las centrales nucleares utilizan la energía que reside en la masa de los átomos para producir energía eléctrica.

*Principio de funcionamiento.

Funcionan de modo análogo a una central termoeléctrica convencional, aunque la energía calorífica proviene de la fisión de átomos de uranio que tiene lugar en el reactor.

*Fisión nuclear.

Cuando los núcleos de los átomos se rompen en dos mitades iguales, liberan gran cantidad de energía. La escisión de un núcleo atómico se denomina fisión nuclear. Se hace chocar con el núcleo un neutrón. Este es absorbido y da lugar a la emisión de varios neutrones, que chocan con oros núcleos. Esto se conoce como reacción en cadena. Si no se controla se produce una explosión (bomba atómica)

*El reactor nuclear. En él se lleva a cabo una

reacción de fisión nuclear controlada para extraer el calor. Las partes más destacables son:

-El combustible, en forma de barras cilíndricas donde se encuentran los átomos de uranio.

-El moderador, disminuye la velocidad de los neutrones producidos, para tener un movimiento más lento.

-Las barras de control, encargadas de controlar el flujo de neutrones, se fabrican de cadmio para que pueda absorberlos.

El calor producido en las barras de combustible se elimina haciendo circular el refrigerante entre ellas. El agua se conduce hasta el generador de vapor que produce vapor en otro circuito.

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Las líneas de transporte se utilizan para el transporte de la energía. Las tensiones generadas se elevan para realizar el transporte.

Los transformadores son máquinas estáticas capaces de cambiar los valores de la tensión, lo cual es necesario.

El transformador está formado por un núcleo sensible al campo magnético, con un bobinado primario conectado a un generador y un bobinado secundario conectado al circuito de utilización.

La tensión del primario, crea un campo magnético que recorre el circuito magnético y que induce la tensión al secundario. La relación de transformación es la relación entre tensiones.

Se expresa:

V1/V2 = N1/N2

Los países más concienciados con los problemas medioambientales, utilizan energías renovables.

*Centrales hidráulicas. Funcionan con energía primaria renovable.

-Principio de funcionamiento. Aprovechan la energía del agua de los ríos. Se eleva el nivel del agua mediante presas, adquiriendo energía potencial. El agua embalsada se hace bajar por tuberías forzadas convirtiendo esa energía en cinética. Cuando llega a la turbina el movimiento generado en los álabes se transmite al alternador, que genera la energía eléctrica.

*Energía solar. El aprovechamiento de la energía solar se lleva a cabo mediante dos procesos: térmico y fotovoltaico.

-Centrales solares térmicas. Funcionan igual que las centrales térmicas convencionales. La energía que utilizan procede del sol. Existen dos sistemas para ese aprovechamiento.

1.Centrales solares de colectores distribuidos. Recogen la energía solar en colectores por los que pasa un fluido que eleva su temperatura produciendo vapor.

2.Centrales solares de torre central. El sistema de captación se basa en helióstatos, que reflejan la radiación en una caldera situada en la torre. El fluido pasa por un generador donde se produce el vapor que mueve la turbina.

*Energía geotérmica. Esta en el interior del planeta en forma de calor. Las centrales geotérmicas consiguen la energía eléctrica produciendo vapor. Se inyecta agua por un tubo en la tierra hasta conseguir vapor.

*Energía mareomotriz. Se obtiene energía a partir del mar. Se aprovechan las subidas y bajadas de las mareas construyendo una presa, almacenando el agua en la pleamar y utilizando la energía potencial adquirida cuando el agua pasa por las conducciones, donde se colocan los turboalternadores.

-Centrales fotovoltaicas. Transforman directamente la luz solar en energía eléctrica mediante células fotovoltaicas. Están compuestas por dos capas de silicio, una con exceso de electrones, y otra con defecto de electrones. La corriente que se genera se almacena en un acumulador eléctrico. La siguiente fase, consiste en la transformación en corriente alterna.

*Energía eólica. Energía producida por el viento. La producción de energía eléctrica se realiza en centrales eólicas, formadas por aerogenera-

dores. El movimiento de la turbina es transmitido por las palas, y después pasa al alternador donde se genera la energía.

La producción de energía eléctrica en las centrales térmicas convencionales y nucleares, presenta una serie de efectos negativos sobre el medio ambiente.

*Centrales térmicas convencionales. -Residuos sólidos: cenizas. Reducen la

visibilidad y producen olores desagradables. Contienen productos tóxicos.

-Gaseosos: óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno. Producen lluvia ácida. Contamina terrenos.

-Gaseosos: dióxido de carbono. Efecto invernadero. Produce el calentamiento global.

Las tecnologías correctoras reducen el efecto de los residuos:

-Instalación de filtros. -Sistemas de combustión a menos

temperatura. -Reducción del contenido de azufre.

*Centrales nucleares. Los residuos radiactivos generados en las centrales nucleares se consideran peligrosos. La gestión de los desechos es tan importante como la producción de energía.

-Tratamiento de residuos de alta actividad. Están formados por el combustible consumido y los residuos generados en su reproceso.

-Tratamiento de residuos de baja y media actividad. Están formados por trapos de limpieza, filtros e impurezas de los distintos circuitos etc.