UNIDAD 5: PRODUCCIÓN DE ENERGÍA. TIPOS DE CENTRALES.

Centrales de combustible fósiles

Se lleva a cabo en centrales termoeléctricas convencionales. Independientemente de cuál sea el combustible fósil que utilicen (fuel-oil, carbón o gas), el esquema de funcionamiento de todas las centrales es prácticamente el mismo. Las únicas diferencias consisten en el distinto tratamiento previo que sufre el combustible antes de ser inyectado en la caldera y en el diseño de los quemadores de la misma, que varían según sea el tipo de combustible empleado.
Una central termoeléctrica convencional posee, dentro del propio recinto de la planta, sistemas de almacenamiento del combustible que utiliza (parque de carbón, depósitos de fuel-oil) para asegurar que se dispone permanentemente de una adecuada cantidad de éste. 
Una vez en la caldera, los quemadores provocan la combustión del carbón, fuel-oil o gas, generando energía calorífica. Esta convierte a su vez, en vapor a alta temperatura el agua que circula por una extensa red formada por miles de tubos que tapizan las paredes de la caldera. Este vapor entre a gran presión en la turbina de la central y hace girar la turbina generando energía mecánica. A su vez, el eje  de la turbina hace girar al mismo tiempo a un alternador unido a ella, produciendo así energía eléctrica. Esta es vertida a la red de transporte a alta tensión mediante la acción de un transformador.
Por su parte, el vapor -debilitada ya su presión- es enviado a unos condensadores. Allí es enfriado y convertido de nuevo en agua. Esta es conducida otra vez a los tubos que tapizan las paredes de la caldera, con lo cual el ciclo productivo puede volver a iniciarse.

Centrales nucleares

Las centrales nucleares constituyen un tipo específico de instalaciones termoeléctricas que aprovechan una fuente de calor para convertir en vapor a alta temperatura un líquido que circula por una red de conductos. El vapor acciona el grupo turbina-alternador, generando energía eléctrica. La principal diferencia entre centrales nucleares y centrales clásicas es que, en las primeras, la fuente de calor se obtiene a partir de la fisión de núcleos de uranio.

A diferencia de las centrales termoélectrica convencional, las nucleares cuentan con un reactor. Un reactor nuclear es una instalación capaz de iniciar, mantener y controlar las reacciones de fisión en cadena, con los medios adecuados para extraer el calor generado.

Un reactor nuclear consta de varios elementos, que tienen cada uno un papel importante en la generación del calor. Estos elementos son:

• El combustible, formado por un material fisionable, generalmente un compuestro de uranio, en el que tienen lugar las reacciones de fisión, y por tantro, es la fuente de generación del calor.
• El moderador, que hace disminuir la velocidad de los neutrones rápidos, llevándolos a neutrones lentos o térmicos. Este elemento no existe en los reactores denominados rápidos. Se emplean como materiales moderadores el agua , el grafito y el agua pesada.
• El refrigerante, que extrae el calor generado por el combustible del reactor. Generalmente se usan refrigerantes líquidos, como el agua ligera y el agua pesada, o gases como el anhídrido carbónico y el helio.
• El reflector, que permite reducir el esacape de neutrones de la zona del combustible, y por tanto disponer de más neutrones para la reacción en cadena. Los materiales usados como reflectores son el agua, el grafito y el agua pesada.
• Los elementos de control, que actúan como absorbentes de neutrones, permiten controlar en todo momento la población de neutrones, y por tanto, la reactividad del reactor, haciendo que sea crítico durante su funcionamiento, y subcrítico durante las paradas. Los elementos de control tienen formas de barras, aunque también pueden encontrarse diluido en el refrigerante.
• El blindaje, que evita el escape de radiación gamma y de neutrones del reactor. Los materiales usados como blindaje son el hormigón, el agua y el plomo.

Después de las fisiones, sucede lo mismo que en el resto de centrales termoélectricas: el vapor mueve turbinas que generan electricidad.

Centrales de energías renovables
Las energías renovables son aquellas que provienen de fuentes que no corren el peligro de agotarse, independientemente de lo mucho que las usemos.
Las más importantes son:

• El viento: energía eólica

La energía cinética generada por efecto de las corrientes de aire es convertida en energía eléctrica, al hacer girar el viento las aspas de los aerogeneradores, que están conectados con un generador que produce energía eléctrica

• El calor de la Tierra: energía geotérmica 

Se transforma la energía térmica del interior de la Tierra en energía eléctrica al calentar el agua que hay en acuíferos y convertirlas en vapor que mueve turbinas de las las centrales geótermicas.

• Los ríos y corrientes de agua dulce: energía hidráulica

Se transforma la energía cinética del agua en energía eléctrica. Esta energía se obtiene en presas, en las que se va acumulando agua, que va cayendo con violencia moviendo las turbinas que hay en la parte baja de la presa y produciendo energía.

• Los mares y océanos: energía mareomotriz

Se aprovecha la subida y bajada del nivel del mar con las mareas para que se muevan unas turbinas, lo que produce energía eléctrica.

• El Sol: energía solar

Hay dos formas de aprovechar la energía solar:

   -La energía solar térmica hace calentar el agua de las centrales, lo que hace que se convierta en vapor y mueva turbinas.

   -La energía solar fotovoltaica se transforma en energía eléctrica. Se aprovecha el efecto fotovoltaico: un material semiconductor genera un flujo de electrones cuando la luz incide sobre él.

• La biomasa

La biomasa es la utilización de la materia orgánica (biocombustible) como fuente energética.

Su contenido energético puede aprovecharse a través de diferentes procesos de transformación para obtener energía útil en sus diversas formas: energía térmica o eléctrica:

  -Biomasa térmica: el uso de biocombustibles en calderas, estufas, hornos o chimeneas produce calor para climatización (frío y calor), agua caliente sanitaria o proceso industrial.

  -Biomasa eléctrica: los biocombustibles se utilizan en calderas para producir vapor que se aprovecha en una turbina para generar electricidad. También pueden transformarse en gases (biogás en procesos de digestión anaerobia o gas pobre en procesos de gasificación) que se utilizan en turbinas de gas o motores alternativos.

• Las olas: energía undimotriz 

La energía cinética de las olas hace mover turbinas, que producen energía eléctrica.