Fundamentos de la Energía: Fuentes, Unidades y Generación Eléctrica

Conceptos Fundamentales de la Energía

La energía es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un trabajo. Es importante destacar que la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma.

Unidades de Medida de la Energía

Las unidades de energía más comunes son:

• Kilovatios-hora (kWh): Utilizada principalmente para medir el consumo eléctrico.
• Julios (J): La unidad de energía en el Sistema Internacional.
• Calorías (cal): Comúnmente usada en nutrición y termodinámica.

Equivalencias importantes:

• 1 Kcal = 4180 J = 4,18 KJ
• 1 kWh = 3.600.000 J = 3600 KJ

Fuentes de Energía: Origen y Utilización

Las fuentes de energía son aquellas sustancias, materiales y fenómenos que pueden ofrecernos energía en cantidad suficiente para producir las distintas formas de energía que utilizamos.

Clasificación Según su Origen

• Renovables: Son aquellas fuentes que son inagotables o se renuevan a un ritmo mayor al que se consumen, como la solar, eólica o hidráulica.
• No Renovables: Son aquellas que existen en cantidades limitadas en la naturaleza y se pueden agotar con su uso, como los combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural) o el uranio.

Clasificación Según su Utilización

• Convencionales: Son las fuentes que proporcionan la mayor parte de la energía en los diferentes países, históricamente dominadas por las no renovables.
• Alternativas: Son aquellas cuya utilización está menos extendida que las convencionales, a menudo asociadas con las energías renovables y tecnologías emergentes.

Componentes Clave en la Generación Eléctrica

Turbina

Las turbinas están constituidas por un eje giratorio y unas aspas que son impulsadas por la fuerza de una corriente (agua, vapor de agua o gas). Su función principal es transformar la energía cinética del fluido en energía mecánica de rotación.

Alternador

El alternador dispone de un rotor formado por grandes electroimanes que giran, movidos por el eje de la turbina. Este giro del rotor induce una corriente eléctrica en las bobinas del estátor. De ahí salen los cables que suministran la energía eléctrica a la red.

Tipos de Centrales Eléctricas y su Funcionamiento

Central Térmica de Combustión

Son aquellas que producen energía eléctrica a partir de la combustión de carbón, fuel o gas natural. La energía calorífica generada en la caldera es recogida por un complejo de tuberías por las que circula agua que se convertirá en vapor. Este vapor entra a gran presión en una turbina, haciéndola girar y provocando con ello el giro de un alternador unido a ella. Este movimiento proporciona finalmente la energía eléctrica.

Central Térmica Nuclear

En estas centrales, la energía calorífica necesaria para obtener vapor se consigue mediante la fisión o rotura de núcleos de átomos radiactivos (generalmente uranio). El proceso de fisión se realiza en el interior de un reactor nuclear. Las altas temperaturas que se producen en él deben rebajarse utilizando un circuito auxiliar de refrigeración con agua.

Central Hidroeléctrica

Se construyen en ríos donde existe un desnivel del caudal de agua. Al caer el agua, mueve las aspas de la turbina que, a su vez, hacen girar el generador, produciendo energía eléctrica. Son un ejemplo clave de aprovechamiento de energía renovable.