Las centrales eléctricas de combustible fósil convierten la energía química almacenada en combustibles fósiles (carbón, petróleo o gas natural) en electricidad. Aquí hay un desglose de las transferencias de energía involucradas:
1. Energía química a energía térmica:
* Combustión: Los combustibles fósiles se queman en una caldera, liberando energía térmica a través de una reacción química con oxígeno. Este proceso convierte la energía química almacenada en los enlaces del combustible en energía térmica.
2. Energía térmica a energía mecánica:
* generación de vapor: El calor de la combustión hierve el agua en vapor, aumentando su temperatura y presión. Este proceso transfiere energía térmica al vapor.
* Rotación de turbina: El vapor de alta presión se expande a través de una turbina, empujando sus cuchillas y haciendo que gire. Este proceso convierte la energía térmica en el vapor en energía mecánica de la turbina giratoria.
3. Energía mecánica a energía eléctrica:
* Generador: El eje de la turbina giratoria está conectado a un generador, que convierte la energía mecánica de la turbina en energía eléctrica. Este proceso implica la inducción electromagnética, donde los conductores móviles en el generador crean una corriente eléctrica.
4. Transmisión de energía eléctrica:
* líneas de transmisión: La electricidad generada se transmite a través de líneas de transmisión de alto voltaje a subestaciones de distribución y, en última instancia, a los consumidores.
Pérdidas de energía a lo largo del proceso:
* Ineficiencia de combustión: No toda la energía química en el combustible se convierte al calor durante la combustión. Se pierde algo de energía como combustible no quemado o como calor que escapa de la caldera.
* condensación de vapor: Se pierde algo de energía de vapor durante el proceso de condensación a medida que el calor se libera al medio ambiente.
* Fricción mecánica: La fricción dentro de la turbina y el generador reduce la eficiencia de la conversión de energía mecánica.
* Pérdidas de transmisión: Se pierde cierta energía eléctrica durante la transmisión debido a la resistencia en los cables.
Eficiencia general:
La eficiencia general de una planta de energía de combustible fósil, definida como la relación entre la producción de energía eléctrica con la entrada de energía química, generalmente oscila entre 30% y 40%. Esto significa que una porción significativa de la energía del combustible se pierde durante el proceso de conversión.
Impacto ambiental:
Las centrales eléctricas de combustible fósil son una fuente importante de emisiones de gases de efecto invernadero, incluido el dióxido de carbono, que contribuyen al cambio climático. También producen otros contaminantes, como el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno, lo que puede provocar lluvia ácida y problemas respiratorios.
Alternativas renovables:
Las energías renovables como la energía solar, el viento y la energía hidroeléctrica son alternativas más limpias y más sostenibles a las centrales de energía de combustibles fósiles. Estas tecnologías se están volviendo cada vez más competitivas en costos con los combustibles fósiles y están desempeñando un papel clave en la transición a un futuro de energía baja en carbono.
