Qué es una central térmica de ciclo combinado?

Las centrales térmicas de ciclo combinado transforman la energía térmica del gas natural en electricidad mediante el trabajo conjunto de una turbina de gas y otra de vapor. El proceso implica la puesta en marcha de dos ciclos consecutivos: el ciclo de Brayton, que corresponde a la turbina de gas convencional, y el ciclo de Rankine, que opera con la turbina de vapor.

Ventajas Del Ciclo Combinado

Las centrales térmicas de ciclo combinado se caracterizan por ser más flexibles que las convencionales. Esto significa que puede operar a plena carga o cargas parciales, hasta un mínimo de aproximadamente el 45% de la potencia máxima. Además, son más eficientes - mayor eficiencia por un margen más amplio de potencias-, sus emisiones son más bajas, el consumo de agua de refrigeración es más reducido y ahorran energía en forma de combustible. Por último, se construyen más rápidamente que otras centrales y requieren menor superficie por MW instalado, lo que reduce el impacto visual.

Partes De Una Central De Ciclo Combinado

La central térmica de ciclo combinado se compone principalmente de tres elementos: turbina de gas, turbina de vapor y caldera de recuperación. A continuación, desgranamos los detalles de cada uno de ellos.

La turbina de gas es la parte fundamente del ciclo combinado. Es una turbina de combustión interna formada principalmente por:

• Compresor. Su función es inyectar el aire a presión para la combustión del gas y la refrigeración de las zonas calientes.

• Cámara de combustión. Lugar donde se mezcla el gas natural con el aire a presión, produciendo la combustión.

• Turbina. Espacio donde se produce la expansión de gases que provienen de la cámara de combustión. Consta de tres o cuatro etapas de expansión. La temperatura de los gases de entrada puede llegar a los 1.400ºC, mientras que los gases de salida alcanzan los 600ºC.

TURBINA DE VAPOR.

Transforma la energía del vapor en energía cinética del rotor. Por lo general, consta de tres cuerpos y está basada en la tecnología convencional. Es muy habitual que la turbina de vapor y la de gas estén acopladas a un mismo eje, de manera que accionan un mismo generador eléctrico.

Otro elemento fundamental de las centrales de ciclo combinado es la caldera de recuperación. Se trata de una caldera convencional donde el calor de los gases que provienen de la turbina de gas se aprovecha en un ciclo de agua-vapor.

Funcionamiento De Una Central T Rmica De Ciclo Combinado

El proceso de transformación del gas natural en electricidad comienza cuando el aire procedente del exterior se comprime a alta presión en el compresor. Desde ahí, se conduce a la cámara de combustión donde se mezcla con el combustible. Después, los gases de combustión pasan por la turbina de gas donde se expansionan. Esto provoca que la energía calorífica se transforme en energía mecánica, transmitiéndolo al eje. Posteriormente, los gases que salen de la turbina de gas se llevan a una caldera de recuperación de calor para producir vapor. A partir de este momento se produce el ciclo de agua vapor convencional en el que el vapor hace girar la turbina de vapor. A la salida de la turbina el vapor se condensa (transformándose nuevamente en agua) y vuelve a la caldera para empezar un nuevo ciclo de producción de vapor. Por lo general, la turbina de gas y la turbina de vapor se acoplan a un mismo eje, de manera que accionan conjuntamente un mismo generador eléctrico.

Impactos Medioambientales

Las centrales térmicas de ciclo combinado que funcionan con gas natural son más respetuosas con el medio ambiente que otras tecnologías de producción eléctrica. Además, forman parte de la política medioambiental de muchos países. Una de sus ventajas más destacadas es que las emisiones de CO2 en relación a los kilovatios/hora producidos son menos de la mitad que las emisiones de una central convencional de carbón.

“La energía eólica marina flotante ya no es una tecnología de nicho”, fue el principal mensaje de la declaración del Director General de WindEurope, Giles Dickson, en el evento FOWT 2020 en Marsella.

La energía eólica flotante ha madurado y ha realizado importantes reducciones de costos en los últimos años. Las futuras reducciones de costos dependen ahora de los volúmenes futuros. Si Europa pone en práctica las políticas adecuadas, los mayores volúmenes de producción de turbinas flotantes podrían reducir los costos de la energía eólica marina flotante a 40-60 euros/MWh para 2030, según espera WindEurope.

“El período de proyectos de demostración ha terminado. La energía flotante marina está listo para escalar. Las contribuciones de los países de la UE en sus Planes Nacionales de Energía y Clima (National Energy and Climate Plans, NECPs) muestran que el interés por la energía eólica flotante es alto. Los NECPs ofrecen visibilidad para futuros proyectos y desencadenarán nuevas inversiones. La industria está lista para aumentar los volúmenes de generación”, dijo Giles Dickson, Director General de WindEurope.

Con el proyecto Hywind de 30 MW en Escocia y el proyecto Windfloat Atlantic de 24 MW en Portugal, Europa es el líder tecnológico mundial en instalaciones eólicas flotantes. Al menos siete países tienen planes concretos para instalar energía eólica flotante en la próxima década.

Se han planificado nuevos proyectos en Francia, Reino Unido, Noruega, Portugal, España, Italia y Suecia. Aumentar aún más la cartera de proyectos de viento flotante será clave para explotar el potencial de reducción de costos de la eólica flotante.

Europa pretende que la energía eólica marina aporte el 25% de la electricidad para el 2050

WindEurope analizó el potencial de los sitios eólicos marítimos flotantes en los Mares del Norte, el Atlántico y el Mediterráneo y calcula que se pueden instalar 330 MW de eólica marina flotante para 2022 y hasta 7 GW para 2030.

Para alcanzar los objetivos de expansión de la UE, 150 GW de turbinas flotantes podrían estar girando en Europa para 2050. Esto significaría que para 2050, hasta un tercio de todas las instalaciones eólicas marítimas podrían ser flotantes.

Hoy en día, los 62 MW de capacidad eólica flotante en Europa siguen representando una pequeña parte del total de las instalaciones marítimas. Pero la tecnología eólica flotante aumenta el potencial de generación de electricidad de los parques eólicos marítimos.

Mientras que las instalaciones fijas en el fondo se limitan a las costas con poca profundidad de agua y condiciones favorables del fondo marino, la energía eólica marina flotante tiene un potencial de crecimiento mundial aparentemente ilimitado.

El rápido aumento del interés de los gobiernos de todo el mundo en las tecnologías flotantes, últimamente en Corea del Sur, ofrece enormes oportunidades de crecimiento internacional para la industria eólica europea.

Giles Dickson, Director General de WindEurope dijo:

“En un mundo que se está descarbonizando, la energía eólica marina flotante es una fuente esencial para grandes volúmenes de electricidad verde. Europa debe aprovechar su ventaja de ser la primera en realizarlo”.

“Hemos sido pioneros en la energía eólica marina fijada en el fondo y ahora somos líderes en la flotación. Los próximos meses pueden ser decisivos para la energía eólica marina”.

“Los paquetes de recuperación de Europa y los fondos destinados a las tecnologías verdes podrían ayudar a construir una industria eólica flotante fuerte y orientada al futuro”.

“La Estrategia de Energía Renovable en el Mar de la Unión Europea detallará el marco normativo para una mayor expansión de la energía eólica flotante. Los Estados miembros y la Unión Europea tienen la oportunidad de demostrar que se toman en serio la energía eólica flotante”, concluyo el sr. Giles Dickson.