Energía eléctrica

Para subir una escalera, levantar la mochila del suelo o ponerse la chaqueta hace falta energía. Para que funcione un coche, se encienda una bombilla o se caliente la comida hace falta energía. La energía es la capacidad de un cuerpo o sistema para realizar cambios.

Las unidades de energía más usadas son:

Julio. Es la unidad del SI. Es muy pequeña, por eso, se suele utilizar el kilojulio, que son 1000 julios.

Kilocaloría. Es una unidad de energía muy utilizada en procesos en los que interviene el calor.

Kilowatio/hora. Es la unidad que se utiliza para medir el consumo de energía eléctrica.

Formas de energía.

La energía no se crea ni se destruye, unicamente se transforma. Puede manifestarse de diversas formas:

ENERGÍA MECÁNICA. Asociada al movimiento.

ENERGÍA TÉRMICA. Relacionada con la temperatura.

ENERGÍA QUÍMICA. Asociada a reacciones químicas.

ENERGÍA NUCLEAR. Procedente de la desintegración de substancias reactivas.

ENERGÍA RADIANTE. Asociada a radiaciones electromagnéticas.

ENERGÍA ELÉCTRICA. Relacionada con cargas eléctricas en movimiento.

Casi toda la energía procede del sol. Para obtener energía utilizamos diferentes fuentes de energía. Podemos diferenciar las fuentes de energía según su origen o según su utilización.

Según su origen - renovables (son inagotables o que renuevan a un ritmo mayor al que se consumen) o no renovables (no se renuevan a corto plazo y se agotan.)

Según su utilización - convencionales (proporcionan la mayoría de la energía en los diferentes países) o alternativas (su uso está menos extendido que las convencionales, cada vez adquieren mayor importancia.)

Generación:

La principal forma es la que consigue dando movimiento a una turbina que mueve un generador eléctrico. La mayor parte de las centrales eléctricas están basadas en este dispositivo. La diferencia está en el método empleado para hacer girar la turbina. Pero se puede generar de otras maneras como; mediante transformaciones químicas, haciendo girar un generador eléctrico o recogiendo luz solar con un panel fotovoltaico.

Transporte y distribución:

La potencia eléctrica es la energía eléctrica consumida por unidad de tiempo. P = V * I

Para transportar grandes cantidades de energía eléctrica, debemos tener en cuenta que:

Cuanta más intensidad transporten mayor sección deben tener.

A mayor intensidad, gran parte de la energía se pierde al transformarse en calor porque más choques entre electrones y material del cable se producen.

Debemos aumentar el voltaje y disminuir la intensidad.

Para cambiar la tensión e intensidad de la corriente eléctrica se utiliza un trasformador. El transformador puede ser elevador o reductor.

Centrales térmicas de combustión.

Una central térmica para producción de energía eléctrica, es una instalación en donde la energía mecánica que se necesita para mover el rotor del generador y por tanto para obtener la energía eléctrica, se obtiene a partir del vapor formado al hervir el agua en una caldera.
El vapor generado tiene una gran presión, y se hace llegar a las turbinas para que su expansión sea capaz de mover los álabes de las mismas. Estas centrales utilizan la combustión del carbón, el gas y el fuel para convertir el agua en vapor. Una central térmica se compone de una caldera y de una turbina que mueve al generador eléctrico. La caldera es el elemento fundamental ya que en ella se produce la combustión del carbón, petróleo o gas.

Centrales térmicas nucleares.

Una central nuclear consigue energía eléctrica a partir de la fisión de átomos de uranio que tiene lugar en el reactor.

La fisión nuclear es un proceso por el cual los núcleos de ciertos elementos químicos pesados se rompen en dos fragmentos por el impacto de una partícula, liberando una gran cantidad de energía con la que se obtiene vapor de agua.

En el reactor se extrae el calor generado en la fisión, las partes más destacadas son:

El combustible: En forma de barras cilíndricas donde se encuentran loa átomos de uranio.

El moderador: Su misión es disminuir la velocidad de los neutrones producidos en la ruptura para obtener un movimiento más lento que ocasione nuevas fisiones.

Las barras de control: Encargas de controlar el flujo de neutrones, para lo cual se fabrican de un material capaz de absorberlos.

Centrales hidroeléctricas.

Una central hidroeléctrica o hidráulica es aquella en la que la energía potencial del agua almacenada en un embalse se transforma en la energía cinética necesaria para mover el rotor de un generador, y posteriormente transformarse en energía eléctrica. Se construyen en los cauces de los ríos, creando un embalse para retener el agua. Para ello se construye un muro grueso de piedra, hormigón u otros materiales, apoyado generalmente en alguna montaña. El agua embalsada se hace bajar por una tubería reforzada, convirtiendo la energía potencial en energía cinética. Cuando el agua llega a la turbina, genera un movimiento de rotación en el eje, este movimiento se transmite al alternador y se genera energía eléctrica.

Centrales solares.

Central solar térmica.

Emplean el proceso térmico, el calor de la radiación solar calienta un fluido y produce vapor que se dirige hacia la turbina produciendo luego energía eléctrica. El proceso de captación y concentración de la radiación solar se efectúa en los helióstatos, que actúan automáticamente para seguir la orientación del Sol respecto a la Tierra. Existen diversos tipos de centrales solares de tipo térmico, pero las más comunes son las de tipo torre, con un número grande de helióstatos.

Central solar fotovoltaica.

Hacen incidir las radiaciones solares sobre una superficie de un cristal semiconductor, llamada célula solar, y produce de forma directa una corriente eléctrica por efecto fotovoltaico. Por ahora su empleo es básicamente para iluminación y algunas aplicaciones domésticas.

Parques eólicos.

Una central eólica es una instalación formada por aerogeneradores, en donde la energía cinética del viento se puede transformar en energía mecánica de rotación. El viento mueve las palas del aerogenerador y se produce un movimiento de rotación en el eje de la turbina. Un sistema de transmisión multiplica las vueltas del eje y, a la vez, transmite el movimiento de giro al alternador, que genera energía eléctrica.

El aerogenerador soportado por una torre tiene que estar constantemente orientado en dirección perpendicular al viento, esto se consigue a través de un sistema de orientación.

La energía de la biomasa.

La biomasa está constituida por todos los compuestos orgánicos producidos por procesos naturales.

La energía de la biomasa se puede obtener a partir de vegetación natural, residuos forestales y agrícolas o cultivos específicos, como el girasol y la remolacha.

La central de biomasa quema este tipo de combustible para producir vapor de agua, el cual mueve una turbina que, conectada a un generador, produce electricidad.

Energía geotérmica.

Una central geotérmica son unas instalaciones que aprovecha la energía geotérmica para producir energía eléctrica.

La energía geotérmica esta en el interior del planeta en forma de calor. Se consigue energía eléctrica a partir de la producción de vapor. Se inyecta agua por un tubo hasta una cierta profundidad para que la temperatura del interior de la Tierra la convierta en vapor. Finalmente, el vapor producido se extrae por un tubo.

Energía maremotriz.

La energía mareomotriz es la energía asociada a las mareas provocadas por la atracción gravitatoria del Sol y principalmente de la Luna. Las mareas se aprecian como una variación del nivel del mar y puede suponer una diferencia del nivel desde unos 2 metros hasta unos 15 metros.

Se construye una presa en un lugar geográficamente posible, durante la pleamar se almacena agua y se aprovecha la energía potencial que se adquiere al pasar por las conducciones, donde se colocan turboalternadores reversibles, y durante la bajamar se origina un movimiento de la masa de agua en sentido inverso.