Las centrales eléctricas permiten la generación de energía eléctrica a gran escala.
La generación de energía eléctrica es el proceso que hace posible la transformación de algún tipo de energía primaria en energía eléctrica. El procedimiento se lleva a cabo mediante un dispositivo conocido como generador eléctrico.
Para comprender el concepto de energía eléctrica, antes hay que prestar atención a varios términos. Lo primero que se debe considerar es que la energía, en el ámbito de la física, es la capacidad que dispone un sistema para desarrollar un trabajo. Muchas veces esa capacidad está asociada a un recurso natural.
Cuando dicha energía que se encuentra en la naturaleza es susceptible de ser transformada en otra diferente, se la califica como energía primaria. La energía eólica (procedente del viento) y la energía solar (que se obtiene del sol) son ejemplos de energías primarias.
Retomando la idea de energía eléctrica, se trata de una clase de energía que se produce gracias al movimiento que, entre dos puntos, realizan los electrones (partículas elementales que presentan carga negativa) cuando hay una diferencia de potencial.
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ResumenLa generación de energía eléctrica y la diferencia de potencial
El potencial eléctrico es el trabajo necesario para que una carga eléctrica se mueva entre dos puntos. A la diferencia de potencial que se registra entre los puntos se la llama tensión o voltaje.
Para lograr la generación de energía eléctrica, se apela a un artefacto que puede conservar la diferencia de potencial entre dos puntos (que, en este contexto, se mencionan como bornes, terminales o polos). A dicho elemento se lo denomina generador eléctrico.
Los generadores son máquinas giratorias que presentan un movimiento relativo gracias al uso de una fuente de energía que puede ser no renovable (como el petróleo o el carbón) o renovable (el viento, el sol). Al girar entre un campo magnético y un conductor eléctrico, producen la corriente eléctrica: es decir, un flujo de carga eléctrica. Lo que hace un generador, en definitiva, es convertir la energía mecánica en energía eléctrica.
La corriente que produce el generador eléctrico es una corriente alterna ya que el sentido y la magnitud varían de forma cíclica. Con un rectificador, se puede transformar la corriente alterna en corriente continua, cuyo sentido no varía. Esto es clave ya que los aparatos electrónicos suelen funcionar con corriente continua.
Las centrales
Las centrales eléctricas son las instalaciones industriales que se dedican a la generación de energía eléctrica a gran escala. Estas plantas pueden contar con varios generadores.
Si la central eléctrica recurre a la energía térmica para generar la energía eléctrica, recibe el nombre de central termoléctrica. La energía térmica en cuestión puede provenir de la combustión de combustibles fósiles o de la fisión controlada de uranio. En el primer caso, se habla de centrales de ciclo convencional, mientras que en el otro se trata de centrales nucleares.
Es importante indicar que, al producir la energía eléctrica, las centrales generan un calor residual. Con la finalidad de rechazar dicho calor, se emplean torres de enfriamiento o torres de refrigeración que utilizan la evaporación del agua para tal fin.
La red de transporte y la red de distribución componen la red eléctrica.
De la generación de energía eléctrica al consumo hogareño
Desde que se concreta la generación de la energía eléctrica en una central hasta que una persona puede aprovechar la electricidad en su hogar, se completan una serie de etapas sucesivas. Incluso pueden reconocerse pasos previos a la generación propiamente dicha, como la extracción de petróleo, carbón o gas natural en algunos casos.
A través de conductores instalados en torres eléctricas o vías subterráneas que forman la red de transporte, la energía eléctrica generada en la central se envía a una subestación. En estas instalaciones hay transformadores que, conservando la potencia, se dedican a reducir o incrementar la tensión y así garantizan el nivel adecuado para que la energía eléctrica sea transmitida y distribuidas hasta las viviendas.
Habitualmente hay subestaciones ubicadas en las proximidades de las centrales que se encargan de incrementar el nivel de tensión de la energía eléctrica que se envía por la red de transporte. Otras subestaciones, por el contrario, reducen la tensión para entregar la energía a la red de distribución.
A través de esta red de distribución, la energía eléctrica llega a las casas y, de este modo, al usuario final. Puede decirse, pues, que la electricidad que le permite a una persona iluminar un ambiente, cocinar con un horno eléctrico o encender una computadora o un televisor proviene de la red de distribución.
Si bien la tarifa eléctrica que paga el usuario tiene diversos componentes, las facturas son enviadas y cobradas por la empresa comercializadora. Esta compañía recibe la lectura del medidor eléctrico que instala la distribuidora para registrar el consumo. En algunas regiones, de todas maneras, la distribución y la comercialización de la energía eléctrica corren por cuenta de una misma firma.
Desde que se concreta la generación de energía eléctrica hasta que llega el consumo de electricidad en el hogar, se atraviesan diversas fases.
El impacto ambiental
Es importante considerar que la generación de energía eléctrica, así como la transmisión, la distribución y el consumo, generan un impacto ambiental. Las centrales eléctricas, por ejemplo, llevan a cabo un consumo de recursos naturales para su alimentación y concretan emisiones de gases de efecto invernadero al funcionar. Además usan agua que se destina a la refrigeración.
Cuando se alimentan de energía fósil, las centrales emiten residuos en forma de cenizas. Las centrales nucleares, por su parte, generan residuos radiactivos de enorme peligrosidad por su potencial contaminante.
Para la instalación de las líneas de transmisión de la energía eléctrica, a su vez, es necesario eliminar vegetación. Las torres, asimismo, suelen causar la electrocución de miles de aves cada año.
La energía eléctrica, por lo tanto, favorece el cambio climático, atenta contra la capa de ozono y contribuye a la lluvia ácida y al esmog. Por supuesto, más allá de estos efectos negativos que deben ser controlados y en lo posible reducidos para buscar la sostenibilidad, este tipo de energía es indispensable para la vida moderna.
El análisis del balance energético, que refleja el equilibrio o desequilibrio en el flujo de energía desde la generación hasta el consumo, es importante para la regulación del sector eléctrico y el desarrollo de una política energética que contemple las necesidades de la sociedad. El Estado, a través de subsidios, incentivos fiscales y otros recursos, puede fomentar actividades de investigación y desarrollo y promover la innovación tecnológica para potenciar la eficiencia energética e impulsar las prácticas que resulten menos perjudiciales para el medio ambiente.
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