Energía y medio ambiente

Todos los sistemas de generación de energía del mundo en una lista

Todos los sistemas de generación de energía del mundo en una lista

La generación de energía actual utiliza una amplia variedad de fuentes de combustible. Estos se pueden clasificar como Combustión / Térmica, Nuclear o Renovable / Alternativa. La tecnología empleada también varía dependiendo de los requisitos técnicos de traducir o convertir la fuente de combustible en trabajo útil. Suele presentarse en forma de electricidad.

Esta lista le ofrece una comprensión integral de los principales sistemas energéticos del mundo. Desde lo conocido hasta lo controvertido, estos tipos de energía literalmente mantienen nuestro mundo en funcionamiento.

Primero un poco de aclaración. Usaremos los términos potencia y energía en este artículo, pero ¿cuál es exactamente la diferencia?

¿Qué es energía?

La energía, en pocas palabras, es la capacidad de realizar un trabajo. Puede existir en forma potencial, cinética, térmica, eléctrica, química, nuclear u otras formas diversas. Por ejemplo, se podría decir que la energía es lo que hace posible impulsar las cosas.

La energía se mide en muchas unidades diferentes, pero los ejemplos comunes incluyen julios, BTU, newton-metros, e incluso calorías. En cuanto a la energía eléctrica, la unidad más utilizada es la sagrada.vatio-hora.

[Fuente de imagen: Pixabay]

¿Qué es el poder?

Mientras que la energía mide la "cantidad" de trabajo realizado, la potencia indica qué tan rápido se puede realizar el trabajo. La potencia se define como la tasa de producción o consumo de energía.

La unidad estándar de energía eléctrica es el vatio. Esto se define como una corriente de un amperio, impulsada por un voltaje de un voltio. (Esto no es tan simple para AC, pero lo pasaremos por alto por ahora).

Para la mayoría de los lectores, la distinción es obvia, pero es muy común que la energía y la potencia se utilicen indistintamente. En pocas palabras, el poder es energía por unidad de tiempo. La potencia son vatios. La energía es vatios-hora.

Evolución de la generación de energía

Históricamente, la generación de energía se realizaba mediante trabajo humano o animal, combustión de biomasa o conversión mecánica para proporcionar trabajo útil para una tarea. La mayoría todavía se utilizan en la actualidad (molinos de viento, caballos, incendios domésticos, etc.) pero no son tan eficientes o escalables como los sistemas de generación de energía a gran escala, como las centrales eléctricas.

El mundo moderno depende en gran medida de la electricidad para las operaciones diarias, por lo que restringiremos el artículo a los sistemas de generación de energía eléctrica masiva.

La mayor parte de la generación de energía hoy en día proviene de plantas de energía de diseño variable según la fuente de combustible utilizada. En la mayoría de los casos, las plantas de energía consumen combustible para producir electricidad para su distribución a gran escala. Casi todas las plantas de energía tendrán un generador de CA o alternador y transformador para generar y transportar electricidad, a veces a distancias muy largas.

Los alternadores son efectivamente una máquina giratoria que convierte el trabajo mecánico en electricidad a través del movimiento relativo de los campos magnéticos y los conductores. La fuente de energía que se aprovecha para hacer girar el eje del generador varía mucho y depende principalmente del tipo de combustible utilizado.

La Agencia Internacional de Energía (AIE) estima que el consumo global de energía en 2014 fue de 13,699 Mtep o 5,74 × 1020 julios. Mtoe significa Millones de toneladas de petróleo equivalente. Los siguientes gráficos circulares, recopilados por la IEA, muestran el uso de energía estimado en todo el mundo entre 1973 y 2014.

Comparación entre el consumo de energía global de 1973 y 2014 [Fuente de la imagen: IEA]

Tipos de centrales eléctricas

Dado que las centrales eléctricas están diseñadas para la generación de energía a granel, se utilizan principalmente tres tipos en la actualidad. Las tres fuentes principales y confiables son la térmica, la nuclear y la hidroeléctrica, con un cuarto tipo en constante mejora y crecimiento: renovable o alternativa.

Central de energía térmica

Con mucho, el tipo de sistema de generación de energía más convencional, las centrales térmicas, generan electricidad con una eficiencia razonablemente alta. Este tipo de plantas queman combustibles fósiles, como el carbón, para hervir agua y producir vapor sobrecalentado para generar electricidad dentro de una turbina. El vapor hace girar las palas de la turbina, que está acoplada mecánicamente a un rotor del alternador que genera electricidad útil para la exportación.

[Fuente de imagen: Pixabay]

Estación de energía nuclear

Las centrales nucleares no son tan diferentes de las centrales térmicas. Una diferencia obvia es la fuente de combustible. La principal diferencia es que los hidrocarburos se reemplazan por elementos radiactivos como el uranio o el torio. El horno y la caldera también se reemplazan con el reactor y la tubería de intercambio de calor.

A medida que la fuente de combustible sufre una fisión nuclear dentro de los reactores, el calor generado se transfiere al agua en los intercambiadores de calor. Al igual que con las centrales térmicas, el vapor sobrecalentado se utiliza para generar y exportar electricidad a través de una turbina, un alternador y un transformador.

Estación de energía hidroeléctrica

Aprovechando el poder del agua bajo la influencia de la gravedad en lugar del vapor, las centrales hidroeléctricas a menudo usan una presa o un río para "almacenar" agua en un depósito. A medida que el agua se libera y fluye a través de la turbina, las palas de la turbina giran y la electricidad se genera de la misma forma que las centrales térmicas o nucleares.

Los reservorios se reponen de forma natural a través del ciclo del agua o se "cargan" mecánicamente mediante el bombeo de agua desde un reservorio inferior a uno superior, listo para la generación de energía futura.

Un sistema de energía pequeño o microhidroeléctrico puede producir suficiente electricidad para una casa, una granja o un rancho.

La generación de energía hidroeléctrica tiene una capacidad mucho menor en comparación con la nuclear o térmica. Por esta razón, se utilizan principalmente para soportar plantas térmicas y nucleares durante los momentos de máxima carga.

En los EE. UU., La energía hidroeléctrica representa alrededor de 10 por ciento de la generación de energía del país.

Presa Hoover [Fuente de la imagen: Pixabay]

Generación de energía alternativa o renovable

Como se mencionó anteriormente, la carga de trabajo masiva para el mundo proviene de plantas de energía térmica, nuclear o hidroeléctrica. Las últimas décadas han visto un crecimiento en tecnologías de generación alternativas, de menor escala. A menudo se emplean para atender demandas discretas o como parte de una política energética más amplia para reducir la necesidad de consumir fuentes de combustible más contaminantes.

Estos se dividen en las siguientes categorías generales:

1. Generación de energía solar. (aprovechando la energía solar disponible)

2. Generación de energía geotérmica. (Energía disponible en la corteza terrestre)

3. Generación de energía mareomotriz (aprovechar el poder del mar)

4. Generación de energía eólica (energía disponible de las turbinas eólicas)

A medida que los recursos naturales se agoten con el tiempo, es probable que en las próximas décadas y siglos se produzca un crecimiento y un desarrollo masivos en estas formas de generación de energía. Esto puede deberse a mejoras incrementales en la tecnología existente o la creación de métodos completamente nuevos y novedosos. Se están logrando grandes avances en otros sistemas de generación de energía y veremos la fusión nuclear agregada a nuestra combinación de energía "pronto".

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