Fundamentos de la Generación y Transporte de Electricidad: Centrales, Alternador y Red de Alta Tensión
Generación de Electricidad: El Efecto Electromagnético
El efecto electromagnético hace posible transformar el movimiento en electricidad.
Centrales Convencionales Basadas en Vapor
En las centrales térmicas y termonucleares se queman combustibles fósiles o se fisionan núcleos de átomos radiactivos. La energía (E) liberada se utiliza en la producción de vapor de agua. Este vapor mueve una turbina unida a un generador, donde se produce electricidad.
Centrales Hidroeléctricas
En centrales hidroeléctricas se genera energía a partir de la energía hidráulica. Se aprovechan saltos de agua de presas. El agua, al caer, gira las paletas de una turbina conectada a un generador que produce electricidad.
Fuentes de Energía: Convencionales vs. Alternativas
Las centrales térmicas, termonucleares e hidroeléctricas son fuentes de energía *convencionales*. Permiten obtener grandes cantidades de electricidad a un precio relativamente bajo, pero plantean problemas medioambientales. Las fuentes de energía *alternativas* producen menos cantidad de electricidad y son menos perjudiciales.
Transporte de la Energía Eléctrica
Los lugares donde se ubican las centrales eléctricas suelen estar lejos de los puntos de consumo final (industria, núcleos urbanos) por razones de seguridad, necesidades de espacio y motivos físicos u orográficos. Dado que la energía eléctrica (Ee) no se puede almacenar, hay que transportarla desde las centrales hasta donde se consume.
Procesos del Transporte Eléctrico
El transporte de energía eléctrica implica tres procesos fundamentales:
Elevación del Voltaje
Debido a las grandes distancias que la electricidad ha de recorrer y con el objeto de que no existan pérdidas de energía significativas, el voltaje de salida de la central se eleva mediante transformadores a valores muy altos, normalmente **220 000 o 400 000 voltios**.
Diseño y Construcción de la Ruta de Cables de Alta Tensión
Se realiza por medio de *torretas* que sostienen los cables (postes, catenarias).
Reducción del Voltaje y Distribución
Se reduce el voltaje hasta 3-30 kV. La fase de distribución se realiza por medio de postes o a través de canalizaciones subterráneas. Finalmente, el voltaje se reduce hasta alcanzar valores de **230 y 400 voltios** para el consumo final.
Mecanismos de Producción en Centrales Eléctricas
El Alternador: Componente Clave
La producción de energía eléctrica (Ee) se realiza mediante un alternador. El alternador consta de:
- Una pieza fija llamada **estátor**.
- Una pieza móvil llamada **rotor**.
El rotor está compuesto por un número par de bobinas, alimentadas por corriente continua, que funcionan como electroimanes produciendo un campo magnético giratorio. Al moverse el eje del rotor por acción de la turbina acoplada al mismo, se produce corriente eléctrica alterna en cada una de las bobinas del estátor.
El sistema *turbina-alternador* está presente en todas las centrales convencionales y no convencionales, con la excepción de las centrales fotovoltaicas.
Centrales Térmicas No Nucleares
El combustible utilizado puede ser petróleo, gas natural o carbón. El agua líquida que entra en la caldera se convierte en vapor de agua con una temperatura de unos **600 ºC**. Este vapor de agua a alta presión se hace pasar por una turbina y, al expandirse, la hace girar. Se produce así energía mecánica, la cual se transforma en energía eléctrica por medio de un generador acoplado a la turbina.
Centrales de Ciclo Combinado
En las centrales de ciclo combinado se obtiene electricidad mediante dos ciclos: el ciclo de vapor (similar al de las centrales térmicas convencionales) y otro ciclo en el que se utiliza aire y gas.