Qué es la corriente Eléctrica
El fenómeno de la corriente eléctrica es algo conocido por el hombre desde el momento que vio un relámpago en el cielo y no supo lo que era aquello. Los efectos de una descarga eléctrica pueden llegar a ser devastadores.
Hace más de un siglo el hombre es capaz de generar energía de un modo controlado y para algún fin por intermedio de usinas hidroeléctricas, termoeléctricas convencionales y termoeléctricas nucleares, así como usinas que hacen uso de la fuerza de las mareas, de los vientos y de la energía solar.
El objetivo de este artículo es explicar la siguiente propuesta: el funcionamiento mecánico y el ciclo de los fluidos en una usina térmica, también conocida como termoeléctrica.
El Funcionamiento de la Usina Eléctrica
Funcionamiento Básico de una Usina; En una usina termoeléctrica, el aparato responsable por producir energía eléctrica es llamada generador. El generador es una maquina de rotación compuesta de un estator, donde están puestas bobinas de alambres y un rotor eléctrico.
Cuando se experimentó en laboratorio la generación de electricidad, la bobina es puesta a girar, mientras el núcleo queda inmóvil. En la práctica, es más fácil girar el motor y mantener el estator (bobinas) inmóvil. El campo magnético es generado por un imán o una excitatriz que va a polarizar dicho rotor.
Dependiendo de otra característica del generador (o sea, cuantos dipolos posee), el generador girará lo suficiente para producir tensión eléctrica de 60 ciclos o Hertz, que es la frecuencia adoptada en todo el sistema eléctrico brasileño.
Algunos países, como Inglaterra y Japón, trabajan con 50 Hertz. Cuantos más dipolos existan, menos giros por segundo serán necesarios para obtener los 60 Hertz de frecuencia. De hecho, si un generador posee 4 dipolos, necesitará girar a 900 rotaciones por segundo para llegar a una tensión de 60 Hertz, y 1.800 rotaciones por minutos si posee dos dipolos nada más.
¿Qué es lo que producirá esta rotación en el eje del generador?
Adjunto al eje del generador está ubicada una turbina la cual en su proyecto deberá soportar una presión mecánica y producir un efecto cinético. Hasta este punto, una usina hidráulica y térmica y hasta mismo nuclear, no poseen diferencias.
Las diferencias empiezan a aparecer cuando determinamos cuál fluido irá a realizar la acción de mover la turbina y como obtendremos este fluido a punto de mantener el conjunto turbina-generador, también llamado turbogenerador, en la velocidad específica para producir energía eléctrica en termos confiables y constantes y, más aún, que atienda a las necesidades de los consumidores que están conectados a ese sistema eléctrico.
El Generador Eléctrico
El principio básico desarrollado en un generador eléctrico es: una bobina de alambre girando bajo un campo magnético y con un núcleo de hierro en su interior, o vice-versa, hará inducción en la bobina y generar en sus extremidades una carga de electrones.
Central Termoeléctrica
Tipos de Termoeléctrica
– Combustión Externa: es aquella que el combustible no entra en contacto con el fluido de trabajo. La combustión externa es un proceso utilizado principalmente en las centrales termoeléctricas a vapor donde el combustible calienta el fluido de trabajo en una caldera, en general ese fluido es el agua, hasta que sea generado el vapor que, cuando el mismo se expande en una turbina finalizará produciendo trabajo mecánico.
– Combustión Interna: es cuando la combustión; se hace sobre una mezcla de aire y combustible. Así siendo el fluido de trabajo va a ser un conjunto de productos de la combustión. Ese tipo de combustión es utilizado principalmente en las turbinas movidas a gas y en las máquinas térmicas a PISTAO como son los motores a diesel, por ejemplo.
La Termoeléctrica Convencional
Los ciclos más desarrollados para la generación termoeléctrica son los siguientes: caldera generadora de vapor, turbogenerador a vapor, moto generador con ciclo a diesel o con aceites pesados y turbogenerador movido a gas natural o con aceites livianos.
El fluido que moverá la turbina es el vapor producido en una caldera de presión. Una caldera es un equipaje compuesto de tubos de agua en todo su perímetro, formando así lo que llamamos de pared de agua. En el interior de la caldera, cercada por las paredes de agua, existe la zona de combustión u hornalla, donde el combustible será quemado y así calentará el agua en el interior de los tubos de la pared de agua.
Este vapor generado va a ser recolectado en la parte de arriba de la caldera, en un equipaje llamado tambor y por entre tubos va a ser conducido hasta la turbina. El vapor bajo alta presión y temperatura se va a expandir y mover las palas de la turbina.