2. Centrales térmicas convencionales

Una central eléctrica es el lugar donde se produce la corriente eléctrica.

Existen muchos tipos de centrales eléctricas, dependiendo de la fuente energética que utilizan, y las estudiaremos en este tema y en el siguiente.

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Una central térmica (o termoeléctrica) es una instalación en la que se transforma la energía química de los combustibles fósiles en energía eléctrica.

Las centrales termoeléctricas convencionales emplean como combustible carbón, fuel o gas natural.

Este tipo de centrales son las más económicas y rentables, por lo que su uso está muy extendido, a pesar de que están siendo muy criticadas por su elevado impacto medioambiental


Central térmica de Escucha (Teruel)
Imagen 11. Central térmica. Fuente propia

El esquema de funcionamiento de todas las centrales térmicas convencionales es prácticamente el mismo, independientemente de que utilicen carbón, fuel o gas como combustible.

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Básicamente, la producción de energía eléctrica en la central consiste en:
  1. Generar vapor de agua en la caldera.
  2. Con el vapor de agua, hacer girar la turbina obteniendo energía mecánica de rotación.
  3. Transformar esta energía mecánica de rotación en energía eléctrica por medio de un generador.

Aquí aparece el esquema de una central térmica convencional de carbón diseñado por UNESA. En él se pueden observar claramente todos los elementos de este tipo de central.
Esquema de funcionamiento de una central térmica convencional de carbón
Imagen 12. Esquema central térmica de Unesa bajo licencia de Creative Commons.
Turbina de vapor de una central térmica

Imagen 13. Turbina de vapor. Fuente propia

El combustible se quema y con la energía calorífica producida se calienta el agua de la caldera, convirtiéndose en vapor.

El vapor de agua generado entra a gran presión en la turbina, incide sobre sus álabes y la hace girar, generando energía mecánica de rotación.

Esta turbina consta de tres cuerpos: el de alta, el de media y el de baja presión, diseñados así para aprovechar al máximo la energía del vapor, ya que éste va perdiendo presión progresivamente.

La energía mecánica de rotación que lleva el eje de la turbina es transformada a su vez en energía eléctrica en el generador acoplado a la turbina.

El vapor, una vez entregada su energía, pasa al condensador, donde se convierte de nuevo en agua, que es devuelta por medio de una bomba otra vez a la caldera para reiniciar el ciclo.

Puedes ver el funcionamiento de una central térmica de carbón en la infografía de CONSUMER EROSKI que tenías en el punto 1.1. El carbón de este tema.

AV - Pregunta de Selección Múltiple
Las centrales térmicas son:
Lo mismo que las centrales eléctricas.
Las que producen electricidad.
Las que producen electricidad y utilizan combustibles fósiles.



El funcionamiento de cualquier central térmica consiste básicamente en:
Generar vapor, mover una turbina y transformar la energía mecánica en eléctrica.
Generar vapor, mover una turbina y mover el generador.
Transformar la energía química del combustible en energía eléctrica.



La caldera es:
Un recipiente que contiene el agua que se transformará en vapor.
El lugar donde se quema el combustible.
Un compartimento con tuberías por las que circula el agua que se transformará en vapor.



El vapor generado en la caldera sirve para:
Calentar otros fluidos de la central.
Mover la turbina.
Absorber el calor de la combustión.



Las turbinas tienen tres cuerpos, de alta, de media y de baja presión, para:
Aprovechar la energía del vapor aunque éste vaya perdiendo presión.
Aprovechar la energía del vapor en la parte alta, media y baja de la central.
Aumentar el rendimiento del proceso.



El vapor, una vez que ha entregado su energía a la turbina,:
Es expulsado a la atmósfera a través de las torres de refrigeración.
Pasa al condensador para convertirse en agua.
Se condensa para ser devuelto a la caldera.



Ventajas e inconvenientes de las centrales térmicas convencionales

VENTAJAS
 INCONVENIENTES
  • Son las centrales más baratas de construir.
  • Producen una gran cantidad de energía. 
  • Las centrales de ciclo combinado de gas natural son mucho más eficientes que una termoeléctrica convencional, aumentando la energía eléctrica generada con la misma cantidad de combustible, y rebajando las emisiones citadas más arriba en un 20%.
  • El uso de combustibles fósiles genera emisiones de gases de efecto invernadero CO2.
  • Emiten óxidos de azufre y nitrógeno a la atmósfera que provocan la lluvia ácida.
  • Al ser los combustibles fósiles una fuente de energía finita, su uso está limitado a la duración de las reservas y/o su rentabilidad económica.
  • Sus emisiones térmicas y de vapor pueden alterar el microclima local.
  • Afectan negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de agua caliente en estos.
  • Su rendimiento es bajo, a pesar de haberse realizado grandes mejoras en la eficiencia (alrededor del 30% de la energía liberada en la combustión se convierte en electricidad).
  • Son difíciles de regular, ya que presentan una gran inercia a la conexión y a la desconexión.
AV - Pregunta Verdadero-Falso
Ahora daremos un repaso a las ventajas e inconvenientes de las centrales térmicas respondiendo a estas cuestiones de verdadero y falso.


El uso de combustibles fósiles provoca la lluvia ácida.

Verdadero Falso


Las centrales térmicas producen gran cantidad de energía, por lo que tienen un buen rendimiento.

Verdadero Falso


El vapor de agua que sale a la atmósfera a través de las torres de refrigeración es contaminante.

Verdadero Falso


Como cualquier central, las térmicas son caras de construir.

Verdadero Falso


El humo que sale por la chimenea es responsable de la lluvia ácida y del efecto invernadero.

Verdadero Falso


Las centrales térmicas producen mucha energía.

Verdadero Falso


Las centrales de ciclo combinado tienen mejor rendimiento.

Verdadero Falso


Las centrales de ciclo combinado contaminan menos.

Verdadero Falso
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