Centrales de ciclo combinado

Tecnología e ingeniería

Mario Morillas Sánchez

Centrales de ciclo combinado

• Introducción, ¿Qué son?
• ¿Cómo funcionan?, componentes
• Vemtajas y deventajas
• Combustibles utilizados
• Impacto ambiental y sostenibilidad
• Aplicaciones
• Ejemplos
• Conclusión
• Preguntas

Índice

-Una central de ciclo combinado genera electricidad utilizando dos ciclos de energía: uno térmico (con una turbina de gas) y otro de vapor. El calor residual de la turbina de gas se usa para generar vapor que mueve una turbina adicional, aumentando la eficiencia y reduciendo el consumo de combustible.

¿Cómo funcionan?

1. Entrada de gas 2. Turbina de gas 3. Cámara de combustión 4. Generador 5. Transformadores 6. Lineas de transporte de energía eléctrica 7. Caldera de vapor 8. Turbina de vapor 9. Generador de la turbina de vapor 10. Condensador 11. Torre de refrigeración

Componentes

Desventajas

- Alto costo de inversión inicial: La construcción de una central de ciclo combinado requiere una inversión significativa en infraestructura y tecnología. - Dependencia de combustibles fósiles: Aunque son más eficientes, siguen dependiendo de combustibles como el gas natural, lo que limita su sostenibilidad a largo plazo si no se diversifican las fuentes de energía. - Complejidad operativa: La combinación de dos ciclos de energía (gas y vapor) aumenta la complejidad en la operación y el mantenimiento de la planta.

Ventajas

- Alta eficiencia: Aprovechan tanto la energía de la turbina de gas como el calor residual, lo que mejora la conversión de energía y reduce el consumo de combustible. - Bajas emisiones: Emiten menos CO2 y otros contaminantes por unidad de electricidad generada, contribuyendo a un menor impacto ambiental. - Reducción de costos operativos: Gracias a su alta eficiencia, se reduce el gasto en combustible, haciendo las operaciones más económicas.

Ventajas y Desventajas

El gas natural es el más común

- Gas natural: Es el combustible más utilizado debido a su alta eficiencia, menor impacto ambiental y disponibilidad. - Petróleo: Aunque menos común que el gas natural, algunas plantas pueden usar petróleo o derivados como diésel. - Biomasa: En algunos casos, la biomasa también puede ser utilizada como fuente de energía en lugar de combustibles fósiles.

Combustibles utilizados

Sostenibilidad

- Mayor eficiencia energética: Al aprovechar el calor residual, consumen menos combustible y reducen la contaminación. - Transición a energías limpias: Pueden combinarse con hidrógeno o biogás para reducir aún más su huella de carbono. - Menor impacto que otras térmicas: Son una opción más limpia que las centrales de carbón o fuelóleo, pero siguen dependiendo de combustibles fósiles, lo que limita su sostenibilidad a largo plazo.

Impacto ambiental

- Emisiones de CO₂ y gases contaminantes: Aunque más bajas que en centrales de carbón o petróleo, siguen emitiendo dióxido de carbono (CO₂), óxidos de nitrógeno (NOₓ) y otros contaminantes. - Consumo de agua: Requieren agua para el sistema de refrigeración, lo que puede afectar los ecosistemas locales. - Generación de residuos térmicos: Liberan calor residual al medio ambiente, lo que puede afectar la biodiversidad acuática si no se gestiona correctamente.

Impacto ambiental y sostenibilidad

- Generación de electricidad a gran escala: Se utilizan para abastecer la red eléctrica en ciudades e industrias debido a su alta eficiencia y capacidad de respuesta rápida. - Suministro de energía en industrias: Sectores como el metalúrgico, petroquímico y manufacturero utilizan estas centrales para obtener electricidad y calor para sus procesos. - Respaldo a energías renovables: Su capacidad de arranque rápido las hace ideales para complementar fuentes intermitentes como la solar y la eólica, garantizando un suministro estable. - Cogeneración: Pueden aprovechar el calor residual para calefacción urbana o procesos industriales, mejorando su eficiencia y sostenibilidad. - Plantas de energía móviles o temporales: En algunos casos, se pueden usar para generar electricidad en situaciones de emergencia o en lugares donde se necesite energía de forma temporal.

Aplicaciones

Central de ciclo combinado de Algeciras (Cádiz, España)

Ejemplos

Central de ciclo combinado de Tarragona

Ejemplos

Central de ciclo combinado de Bouchain

Ejemplos

Las centrales de ciclo combinado representan una de las tecnologías más eficientes y limpias dentro de la generación de energía a partir de combustibles fósiles. Gracias a su doble sistema de aprovechamiento de energía (gas y vapor), logran reducir el consumo de combustible y las emisiones contaminantes en comparación con otras plantas térmicas tradicionales. Su flexibilidad operativa las convierte en una opción ideal para complementar energías renovables, garantizando un suministro estable de electricidad. Sin embargo, su dependencia de combustibles fósiles sigue siendo un desafío en términos de sostenibilidad a largo plazo. En definitiva, las centrales de ciclo combinado son una solución intermedia en la transición energética, permitiendo una generación más eficiente mientras se avanza hacia fuentes de energía 100% renovables.

Conclusión

Fin