Centrales termicas de ciclo combinado

Ciclo combinado

Se denomina ciclo combinado en la generación de energía a la co-existencia de dos ciclos termodinámicos en un mismo sistema, uno cuyo fluido de trabajo es el vapor de agua y otro cuyo fluido de trabajo es un gas producto de una combustión.

Centrales térmicas de ciclo combinado

Son centrales térmicas de última generación, más eficientes y por tanto menos contaminantes.Por ello, y porque recuperan rápidamente el capital invertido, las centrales de ciclo combinado han proliferado durante los últimos años en los países desarrollados. Sin embargo, los grupos ecologistas recuerdan sus inconvenientes para el medio ambiente.
La eficiencia de estas centrales ha mejorado sensiblemente frente a sus predecesoras: Una térmica convencional difícilmente supera un 30% derendimiento, mientras que las de ciclo combinado pueden alcanzar el 55%. Por ello, su efecto contaminante es también mucho menor: Su producción de CO2 por kilovatio (KW) y hora ronda los 350 gramos, frente a los 1.000 gramos por KW y hora de las térmicas que consumen carbón.
Gracias a esa eficiencia, las compañías eléctricas pueden recuperar antes el capital invertido en su construcción, por lo quesuponen un buen negocio. Además, como permiten la utilización del gas natural como combustible, evitan así la dependencia exclusiva del petróleo.
¿Cómo funcionan las centrales térmicas de alto rendimiento?

Uno de los principales problemas que plantean las centrales térmicas es que se trata de un proceso relativamente complejo de conversión de energías: la energía química contenida en loscombustibles se transmite en forma de energía térmica a un circuito de vapor a presión, portador de energía mecánica a su vez, que se convertirá, tras su paso por la turbina y por el generador, en energía eléctrica.

Un enfoque muy interesante es el de las centrales de gas de ciclo combinado, que pueden superar fácilmente el 40% de rendimiento. En las centrales de ciclo combinado, el gas encombustión es el fluido que mueve directamente una turbina especial de alta velocidad, sin pasar por un circuito de vapor. Además, los gases de salida de la turbina contienen suficiente energía como para alimentar un circuito convencional de vapor, que mueve una segunda turbina.
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Funcionamiento
En una central eléctrica el ciclo de gas genera energíaeléctrica mediante una o varias turbinas de gas y el ciclo de vapor de agua lo hace mediante una turbina de vapor. El principio sobre el cual se basa es utilizar los gases de escape a alta temperatura de la turbina de gas para aportar calor a la caldera o generador de vapor de recuperación, la que alimenta a su vez de vapor a la turbina de vapor. La principal ventaja de utilizar el ciclo combinadoes su alta eficiencia, ya que se obtienen rendimientos superiores al rendimiento de una central de ciclo único y mucho mayores que los de una de turbina de vapor.
Consiguiendo aumentar la temperatura de entrada de los gases en la turbina de gas, se obtienen rendimientos de la turbina de gas cercanos al 60%. Este rendimiento implica una temperatura de unos 1.350 °C a la salida de los gases de lacámara de combustión. El límite actualmente es la resistencia a soportar esas temperaturas por parte de los materiales cerámicos empleados en el recubrimiento interno de las cámaras de combustión de esas turbinas.

Esquema de un ciclo combinado

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Ciclo combinado a condensación
Una variantedel ciclo combinado de contrapresión clásico, es el ciclo combinado a condensación que se realiza en procesos estrictamente co-generativos. Se basa en una gran capacidad de regulación ante demandas de vapor muy variables.
El proceso clásico de regulación de una planta de cogeneración consiste en evacuar gases a través del bypass cuando la demanda de vapor es menor a la producción y utilizar la...