1.-Que es y
cómo funciona una planta termoeléctrica
Una central
hidroeléctrica es una instalación que permite aprovechar las masas de agua en
movimiento que circulan por los ríos para transformarlas en energía eléctrica,
utilizando turbinas acopladas a los alternadores.
Según la potencia instalada: las centrales hidroeléctricas
pueden ser:
·
Centrales hidráulicas de gran potencia: más de 10MW de potencia electrica.
·
Mini centrales hidráulicas: entre 1MW y 10MW.
·
Micro centrales hidroeléctricas: menos de 1MW de
potencia.
2. Componentes principales de una central hidroeléctrica
·
La presa, que se encarga de contener el agua de un río y
almacenarla en un embalse.
·
Rebosaderos, elementos que permiten liberar parte del agua que
es retenida sin que pase por la sala de máquinas.
·
Destructores de energía, que se utilizan para evitar que
la energía que posee el agua que cae desde los salientes de una presa de gran
altura produzcan, al chocar contra el suelo, grandes erosiones en el terreno.
Básicamente encontramos dos tipos de destructores de energía:
o
Los dientes o prismas de cemento, que provocan un aumento de la
turbulencia y de los remolinos.
o
Los reflectores de salto de esquí, que disipan la energía haciendo
aumentar la fricción del agua con el aire y a través del choque con el colchón
de agua que encuentra a su caída.
Sala de máquinas. Construcción donde se sitúan las máquinas
(turbinas, alternadores…) y elementos de regulación y control de la central.
·
Turbina. Elementos que transforman en energía mecánica la energía cinética de una corriente de agua.
·
Alternador. Tipo de eléctrico destinado a
transformar la energía mecánica en eléctrica.
·
Conducciones. La alimentación del agua a las turbinas se
hace a través de un sistema complejo de canalizaciones.
En el
caso de los canales, se pueden realizar excavando el terreno o de forma
artificial mediante estructuras de hormigón. Su construcción está siempre
condicionada a las condiciones geográficas. Por eso, la mejor solución es
construir un túnel de carga,
aunque el coste de inversión sea más elevado.
La parte
final del recorrido del agua desde la cámara de carga hasta las turbinas se
realiza a través de una tubería forzada.
Para la construcción de estas tuberías se utiliza acero para saltos de agua de
hasta 2000m y hormigón para saltos de agua de 500m.
·
Válvulas, dispositivos que permiten controlar y regular la circulación del agua por
las tuberías.
·
Chimeneas de equilibrio: son unos pozos de presión de
las turbinas que se utilizan para evitar el llamado “golpe de ariete”, que se produce
cuando hay un cambio repentino de presión debido a la apertura o cierre rápido
de las válvulas en una instalación hidráulica.
¿Qué es una central térmica de ciclo combinado?
La central
térmica de ciclo combinado es aquella donde se genera electricidad mediante la
utilización conjunta de dos turbinas:
·
Un turbo grupo de vapor
Es decir,
para la transformación de la energía del combustible en electricidad se superponen dos ciclos:
·
El ciclo de Brayton (turbina de gas): toma el aire directamente
de la atmósfera y se somete a un calentamiento y compresión para aprovecharlo
como energía mecánica o eléctrica.
El ciclo de Rankine (turbina de vapor): donde se relaciona el
consumo de calor con la producción de trabajo o creación de energía a partir
de vapor de agua.
2. Ventajas del Ciclo Combinado
Las características principales
de las centrales térmicas de ciclo combinado son:
·
Flexibilidad. La central puede operar a plena carga o cargas
parciales, hasta un mínimo de aproximadamente el 45% de la potencia máxima.
·
Eficiencia elevada. El ciclo combinado proporciona mayor eficiencia
por un margen más amplio de potencias.
·
Sus emisiones son más bajas que en las centrales termicas convencionales
·
Coste de inversión bajo por MW instalado.
·
Periodos de construcción cortos.
·
Menor superficie por MW instalado si lo comparamos con las centrales termoelecricas convencionales(lo que reduce el impacto
visual).
·
Bajo consumo de agua de refrigeración.
·
Ahorro energético en forma de combustible
3. Funcionamiento de una central de ciclo combinado
En primer
lugar el aire es comprimido a alta presión en el compresor, pasando a la cámara de combustión donde se mezcla con
el combustible.
A
continuación, los gases de combustión pasan por la turbina de gas donde se
expansionan y su energia calorifica se transforma en energía mecánica, transmitiendo al eje.
Los gases
que salen de la turbina de gas se llevan a una caldera de recuperación de calor
para producir vapor, a partir de este momento tenemos ciclo de agua-vapor convencional.
A la salida de la turbina el
vapor se condensa (transformándose nuevamente en agua) y vuelve a la caldera
para empezar un nuevo ciclo de producción de vapor.
Actualmente la tendencia es acoplar la turbina
de gas y la turbina de vapor a un mismo eje, de manera que accionan
conjuntamente un mismo generador eléctrico.
Hoy en
día el ciclo combinado ha sido ampliamente aceptado: la combinación de una turbina
de gas y una planta convencional de vapor. Hasta ahora, las plantas de este tipo
generalmente utilizan combustibles fósiles para su funcionamiento
(principalmente combustibles líquidos y gaseosos).
La imagen muestra un diagrama de flujo para una instalación de este tipo, en el cual se
observan dos turbinas de gas de ciclo abierto, seguidas de un proceso de generación
de vapor con el calor entregado por los gases de desecho y posteriormente una
generación eléctrica con el vapor generado. Como se puede observar las turbinas
de gas también está generando electricidad.
 |
Planta de
generación de ciclo combinado.
¿Por qué
la combinación entre una turbina de gas y una planta de vapor tienen tanta aceptación,
en lugar de otras combinaciones? Existen dos razones primordiales para esto:
• Ya se
ha probado que los componentes funcionan por sí mismos en plantas de generación
simples. Por lo tanto, los costos de desarrollo son muy bajos.
• El aire
es un medio que relativamente no da problemas y es prácticamente gratuito, el
cual es usado en las modernas turbinas de gas a altas temperaturas (por encima
de los 1100° C). Esto provee los requisitos óptimos para un buen ciclo
superior. El proceso de vapor usa agua, lo cual es igualmente muy barato
“ampliamente” disponible, pero mejor, se sitúa en el rango de temperaturas
medio y bajo. El calor de desecho de las turbinas modernas tiene un ventajoso
nivel de temperatura para el proceso de vapor. Por lo tanto, es bastante
razonable utilizar el proceso de vapor como ciclo inferior.
Además se
entiende que la utilización de las CCC estuvo limitada por el desarrollo histórico
de las turbinas de gas. En el caso de que las turbinas de gas hubieran tenido un
desarrollo más temprano en cuanto a tecnología se refiere (temperatura de los gases
de escape), seguramente las CCC hoy en día, tendrían más presencia a nivel Mundial.
La eficiencia de Carnot es la
máxima eficiencia de un proceso térmico ideal:
η C= TW −TK / TW
Donde,
ηC : Eficiencia de Carnot
TW : Temperatura de la energía
suministrada
TK : Temperatura del sumidero de
calor
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Central termoeléctrica Petacalco (Mexico)
Central termoeléctrica
Petacalco
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Datos
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País
|
 México
|
Población
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La Unión de Isidoro Montes de
Oca,  Guerrero
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Coordenadas
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 17°59′01.14″N102°06′55.58″OCoordenadas: 17°59′01.14″N 102°06′55.58″O (mapa)
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Operador
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Comisión Federal de Electricidad
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Inicio
de actividad
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18 de noviembre de 1993
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Funcionamiento
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Estado
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Activo
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Ciclo combinado
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No
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Combustible empleado
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Carbón
Petróleo
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Potencia
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2,778 MW
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La Central termoeléctrica Peta calco más formalmente
llamada como La Central termoeléctrica Presidente Plutarco Elías Calles, es
como lo dice su nombre una central termoeléctrica ubicada en el municipio de La
Unión de Isidoro Montes de Oca, Guerrero, inició operaciones el 18 de noviembre
de 1993, es una central dual ya que opera con carbón y petróleo, cuenta con
siete generadores capaces de generar 2,778 megawatts de energía eléctrica, por
capacidad es considerada como una de las mayores en su tipo en Latinoamérica.
Listado de
generadores
Generador
|
Fabricante
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Inicio de operaciones
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Capacidad
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Estado actual
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I
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MHI2
|
18 de noviembre de 1993
|
350 MW
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Activo
|
II
|
MHI2
|
18 de noviembre de 1993
|
350 MW
|
Activo
|
III
|
MHI2
|
18 de noviembre de 1993
|
350 MW
|
Activo
|
IV
|
MHI2
|
18 de noviembre de 1993
|
350 MW
|
Activo
|
V
|
MHI2
|
18 de noviembre de 1993
|
350 MW
|
Activo
|
VI
|
MHI2
|
18 de noviembre de 1993
|
350 MW
|
Activo
|
VII
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MHI4
|
febrero de 2010
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678 MW
|
Activo
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ESTA GASTA ALREDEDOR DE 160,000 kilos de carbón en medio año
lo cual es equivalente a 1, 200,000 kilos de carbón al año.
