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Centrales de ciclo combinado

Centrales de ciclo combinado

Una central de ciclo combinado es una planta de generación de energía eléctrica que utiliza tanto turbinas de gas como turbinas de vapor para producir electricidad. La central de ciclo combinado utiliza el calor generado por la combustión del gas natural o del petróleo para generar energía mecánica en una turbina de gas. La energía mecánica se convierte en electricidad a través de un generador.

Luego, el calor residual de la combustión del gas se utiliza para producir vapor en una caldera y alimentar una segunda turbina de vapor. La energía mecánica generada por la turbina de vapor también se convierte en electricidad mediante otro generador.

El uso conjunto de las dos turbinas permite aprovechar al máximo la energía generada por la combustión del combustible, aumentando la eficiencia energética de la central.

¿Cómo funciona una central térmica de ciclo combinado?

Las centrales térmicas de ciclo combinado son una tecnología de generación de electricidad que combina dos ciclos termodinámicos diferentes: el ciclo Brayton y el ciclo Rankine.

Ciclo Brayton

El ciclo Brayton se utiliza en la primera etapa del proceso de generación de electricidad en una central de ciclo combinado. En este ciclo, el gas natural se quema en una turbina de gas para producir energía cinética para que luego se transforme en energía eléctrica mediante un generador.

Ciclo Rankine

En el ciclo Rankine, que se utiliza en la segunda etapa del proceso de generación de electricidad, el calor de los gases que salen de la turbina de gas se dirige hacia una caldera de recuperación de calor. El calor recuperado se utiliza para generar vapor que acciona una turbina de vapor conectada a otro generador eléctrico.

Ventajas de una central termoeléctrica de ciclo combinado

Entre las ventajas de una central de ciclo combinado destacan las siguientes

  • Alta eficiencia energética: Al utilizar dos ciclos termodinámicos diferentes, estas centrales pueden aprovechar más del 60% de la energía del gas natural que se quema, en comparación con el 30-40% que se aprovecha en una central térmica convencional.

  • Menor emisión de gases contaminantes: debido a su mayor eficiencia energética, estas centrales emiten menos dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero de la cámara de combustión por unidad de energía producida que las centrales térmicas convencionales.

Comparación con otros tipos de centrales

Las diferencias entre estos dos tipos de centrales se pueden resumir en estos tres puntos:

  1. Las centrales térmicas de ciclo combinado son mucho más eficientes que las centrales térmicas convencionales. Por lo tanto, el coste por kilovatio generado es menor.

  2. Las pantas térmicas de ciclo combinado también emiten menos gases contaminantes que las centrales térmicas convencionales por unidad de energía producida.

  3. Las centrales de ciclo combinado también tienen una mayor flexibilidad operativa que otras centrales térmicas y pueden adaptarse rápidamente a los cambios en la demanda de energía.

Comparación con una central térmica solar

En comparación con una central térmica solar, las centrales térmicas de ciclo combinado pueden funcionar de manera más constante y fiable que una central térmica solar. Las plantas de ciclo combinado no dependen de la disponibilidad de la radiación solar, por lo la generación de electricidad no depende ni del clima ni de la hora del día.

En términos de eficiencia energética, las centrales de ciclo combinado son más eficientes en términos de conversión de energía que las centrales térmicas solares. La eficiencia de una central de energía solar es de alrededor del 25% mientras que las de ciclo combinado es del 50-60%.

En términos de medio ambiente, se trata de dos fuentes de energía muy distintas: la energía solar es una energía renovable y la energía fósil no lo és. Además, las centrales termoeléctricas de ciclo combinado emiten gases de efecto invernadero durante su funcionamiento, mientras que la energía solar es una energía limpia sin emisón de gases.

Otra característica diferencial es que las plantas solares no dependen de ningún combustible primário, mientras que las centrales térmicas de ciclo combinado necesitan quemar combustibles fósiles.

Impacto medioambiental

El impacto ambiental de este tipo de centrales es el siguiente:

  • Emisión de gases contamiantes: estas centrales emiten grandes cantidades de dióxido de carbono y otros gases contaminantes como óxidos de nitrógeno y dióxido de azufre. Las emisiones de CO2 pueden tener efectos negativos en la calidad del aire y la salud humana.

  • Consumo de agua: una planta de ciclo combinado necesita grandes cantidades de agua para su operación, principalmente para enfriar el vapor de agua que impulsa las turbinas.

  • Residuos sólidos: Las plantas de ciclo combinado generan residuos sólidos, líquidos y gaseosos, que deben ser gestionados adecuadamente.

  • El impacto visual: el impaco visual de una central de ciclo combinado dependerá de su ubicación y diseño.

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Fecha de publicación: 20 de abril de 2023
Última revisión: 20 de abril de 2023