2.2. Centrales de ciclo combinado

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Un ciclo combinado es la combinación de un ciclo de gas y un ciclo de vapor.
 
El ciclo de gas lo compone la turbinas de gas y el ciclo de vapor está constituido por la caldera de recuperación, la turbina de vapor y el condensador.

Ciclo de gas

Turbina de vapor. Detalle de los álabes
Imagen 16. Turbina de vapor de Agrega
bajo licencia de Creative Commons
Para entender de un modo sencillo que es una turbina de gas diremos que es como un motor de avión adaptado a la producción de electricidad en tierra. Está constituido por tres partes: el compresor, la cámara de combustión, y el expansor.
  • El compresor capta aire del ambiente y lo comprime proporcionándole energía de presión.
  • El aire comprimido pasa a la cámara de combustión, donde se inyecta el gas natural y tiene lugar la combustión.
  • Los gases de combustión resultantes abandonan la cámara de combustión a unos 1100ºC y una presión de unos 15 bar, es decir, con un valor energético muy alto. Atraviesan el expansor cediendo parte de su energía al rotor del mismo. El rotor hace girar al compresor y al generador de la turbina donde se produce energía eléctrica.

Ciclo de vapor

Los gases que abandonan la turbina de gas lo hacen a unos 500ºC y a una presión ligeramente superior a la ambiental, por lo que aún poseen una cantidad apreciable de energía térmica y sería un despilfarro devolverlos a la atmósfera.

El objetivo de la caldera de recuperación es captar la energía de estos gases de escape (cogeneración) para producir vapor de agua.
El vapor de agua se expande en la turbina de vapor, haciendo girar el generador al que ésta se encuentra unida, produciendo una energía eléctrica adicional a la obtenida por la turbina de gas.

El vapor que abandona la turbina de vapor pasa al condensador donde se condensa y de este modo se cierra el ciclo de agua. 

 

En la siguiente imagen de UNESA se puede ver el esquema de una central térmica de ciclo combinado.

 

Esquema de funcionamiento de una central de ciclo combinado
Imagen 17. Central de ciclo combinado de Unesa bajo licencia de Creative Commons.
Teniendo en cuenta que las reservas de carbón son mucho mayores que las de gas y petróleo, el futuro de este tipo de centrales es muy alentador, pues combinan una forma limpia de quemar carbón con una alta eficiencia.
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Gasificación integrada con ciclo combinado

Los ciclos combinados también se integran en otras tecnologías como el lecho fluido o la gasificación integrada con ciclo combinado (GICC) en la que se obtiene un gas de síntesis a partir de carbón que se quema en el ciclo combinado en lugar del gas natural.

La tecnología GICC es una forma limpia y eficiente de obtener energía eléctrica a partir de carbón, alcanzando eficiencias superiores al 55%, porcentaje significativamente superior al de las convencionales.

Así mismo, las emisiones de productos contaminantes son muy inferiores a las centrales convencionales, ya que entre la producción del gas de síntesis y su consumo, se encuentra una "isla de limpieza del gas", en la que se extraen todos los productos contaminantes y se obtienen subproductos con salida comercial como azufre de alta pureza.


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Cogeneración es la producción conjunta en varias etapas de energía eléctrica y térmica.

La filosofía de la cogeneración consiste en que se produzca recuperación de energía útil, en que la energía se aproveche al máximo.
 
Por ejemplo, los gases de combustión de una fábrica se utilizan para precalentar una conducción de agua que puede ser empleada en calefacción.
 
Por lo tanto, podemos decir la cogeneración es menos contaminante, ya que produce más trabajo con la misma emisión de elementos contaminantes a la atmósfera y aumenta aún más la eficiencia global del sistema.

 


AV - Pregunta de Selección Múltiple
Las centrales de ciclo combinado:
Tratan de aprovechar al máximo la energía contenida en el combustible.
Tratan de mejorar el rendimiento del proceso.
Tratan de disminuir la contaminación.



Las centrales de ciclo combinado reducen la contaminación porque:
Gastan menos combustible.
Utilizan vapor y el vapor no contamina.
Los gases salen más "limpios".



La cogeneración:
Es una reutilización de energía
Es el principio en el que se basan las centrales de ciclo combinado.
Es una nueva tecnología para quemar el combustible.



Icono IDevice Para saber más
En los edificios, podemos autoproducir energía eléctrica y térmica mediante la “microcogeneración”, que se basa en utilizar el calor que se produce al convertir la energía de un combustible en electricidad, como fuente de energía térmica.

Aquí tienes un vídeo en el que te explican la microcogeneración en nuestros edificios.

http://www.idae.es/index.php/mod.pags/mem.detalle/relcategoria.2590/id.335


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