Aquí hay un desglose de transferencias de energía útiles y no útiles en una planta de generación de electricidad con alimentación:
Transferencias de energía útiles:
* Energía química en carbón a energía térmica: La quema de carbón libera la energía química almacenada dentro de sus enlaces, generando calor. Este calor se usa para hervir agua y crear vapor.
* Energía térmica a energía mecánica: El vapor de alta presión impulsa una turbina, convirtiendo la energía térmica en energía mecánica de rotación.
* Energía mecánica a energía eléctrica: La turbina giratoria gira un generador, convirtiendo la energía mecánica en energía eléctrica. Esta es la producción principal de la planta de energía, la electricidad que se envía a hogares y negocios.
Transferencias de energía no utilizadas:
* Pérdida de energía térmica en la caldera: Una porción significativa del calor generado durante la combustión de carbón se pierde a través de las paredes de la caldera, la chimenea y otros componentes. Esta energía se pierde para el medio ambiente como calor residual.
* Pérdida de energía térmica en la condensación de vapor: Después de pasar por la turbina, el vapor se condensa nuevamente al agua. Este proceso libera calor al entorno circundante, lo que representa otra pérdida de energía.
* Fricción en la turbina y el generador: La fricción mecánica dentro de la turbina y el generador crea calor, lo que representa otra pérdida de energía.
* Resistencia eléctrica en líneas de transmisión: A medida que la electricidad viaja a través de cables, se pierde algo de energía debido a la resistencia eléctrica, generando calor.
* Pérdida de energía en los sistemas de enfriamiento: Las centrales eléctricas utilizan sistemas de enfriamiento para regular la temperatura. Estos sistemas también pierden energía para el medio ambiente.
Eficiencia:
La eficiencia de una planta impulsada por el carbón se refiere a la proporción de la energía química en el carbón que se convierte con éxito en energía eléctrica útil. Las plantas de carbón típicas logran una eficiencia de alrededor del 30-40%. Esto significa que el 60-70% de la energía del carbón se pierde como calor residual y otras formas de energía no útil.
En general:
Si bien las centrales eléctricas a carbón son eficientes para convertir parte de la energía en el carbón a la electricidad, una porción significativa de la energía se pierde como calor residual. Esta pérdida representa una gran preocupación ambiental, contribuyendo a la contaminación del aire y al cambio climático.
Mejora de la eficiencia:
Se están desarrollando diversas tecnologías y enfoques para aumentar la eficiencia de las centrales eléctricas a carbón, que incluyen:
* Plantas de energía de ciclo combinado: Integre las turbinas de gas con turbinas de vapor para capturar y utilizar el calor de los residuos.
* Captura y almacenamiento de carbono: Tecnologías para capturar y almacenar emisiones de dióxido de carbono de centrales eléctricas a carbón.
* Tecnologías avanzadas de combustión de carbón: Procesos de combustión de carbón más eficientes que minimizan el calor de los residuos y los contaminantes.
A pesar de los esfuerzos para mejorar la eficiencia, las centrales eléctricas a carbón siguen siendo una fuente significativa de emisiones de gases de efecto invernadero y preocupaciones ambientales. La transición a fuentes de energía renovable es crucial para un futuro sostenible.
