Generadores de vapor de madera para electricidad
Calor: calor abundante en las rocas del subsuelo, que varía en función de la profundidad, la geología y la ubicación geográfica.Fluido: fluido suficiente para transportar el calor de las rocas a la superficie terrestre.Permeabilidad: pequeñas vías para mover el fluido a través de las rocas calientes.
Las centrales geotérmicas extraen fluidos de los yacimientos subterráneos hacia la superficie para producir vapor. Este vapor acciona turbinas que generan electricidad. Existen tres tipos principales de tecnologías de centrales geotérmicas: vapor seco, vapor flash y ciclo binario. El tipo de conversión forma parte del diseño de la central y suele depender del estado del fluido del subsuelo (vapor o agua) y de su temperatura.
Las centrales de vapor seco utilizan fluidos hidrotermales que ya son mayoritariamente vapor, lo que es un fenómeno natural relativamente raro. El vapor se conduce directamente a una turbina, que acciona un generador que produce electricidad. Una vez que el vapor se condensa, suele reinyectarse en el yacimiento.
Los sistemas de centrales de vapor seco son el tipo más antiguo de centrales geotérmicas, ya que se utilizaron por primera vez en Lardarello (Italia) en 1904. La tecnología de vapor sigue vigente y actualmente se utiliza en el norte de California, en The Geysers, la mayor fuente de energía geotérmica del mundo.
Pequeño generador de turbina de vapor
Ya sea quemando carbón, concentrando la luz solar o dividiendo átomos, la mayoría de las centrales térmicas utilizan la energía para lo mismo: calentar agua hasta convertirla en vapor para mover una turbina. La generación basada en el vapor produce el 80% de la electricidad mundial.
Tras más de un siglo de mejoras graduales en el ciclo del vapor, los ingenieros han recogido la mayoría de los frutos maduros y persiguen rendimientos decrecientes, gastando millones de dólares por cada punto porcentual de mejora de la eficiencia. Estas mejoras se propagan a otras fases de la producción de electricidad, lo que permite a las centrales extraer más trabajo por unidad de combustible.
En un generador alimentado con combustibles fósiles, esto significa menos emisiones de dióxido de carbono por la misma unidad de electricidad producida. En una central termosolar, esto se traduce en una mayor capacidad con menores costes de explotación.
El mes pasado, en una sesión informativa sobre el presupuesto y en dos comparecencias diferentes ante el Congreso, el Secretario de Energía, Ernest Moniz, mencionó específicamente las iniciativas de dióxido de carbono supercrítico del Departamento de Energía. La solicitud presupuestaria del departamento para 2016 asigna 44 millones de dólares a investigación y desarrollo en este frente, incluido un sistema de demostración de turbina supercrítica de 10 megavatios.
Aplicación de la central de vapor
Un generador eléctrico es un dispositivo que convierte una forma de energía en electricidad. Hay muchos tipos diferentes de generadores eléctricos. La mayor parte de la electricidad que se genera en el mundo procede de generadores basados en el descubrimiento del científico Michael Faraday en 1831 de que mover un imán dentro de una bobina de alambre hace (induce) que fluya una corriente eléctrica por el alambre. Fabricó el primer generador de electricidad llamado disco de Faraday, que funciona a partir de esta relación entre magnetismo y electricidad y que condujo al diseño de los generadores electromagnéticos que utilizamos hoy en día.
Los generadores electromagnéticos utilizan un electroimán -un imán producido por la electricidad- y no un imán tradicional. Un generador electromagnético básico tiene una serie de bobinas aisladas de alambre que forman un cilindro estacionario -llamado estator- que rodea un eje electromagnético -llamado rotor-. Al girar el rotor, fluye una corriente eléctrica en cada sección de la bobina de alambre, que se convierte en un conductor eléctrico independiente. Las corrientes de las secciones individuales se combinan para formar una gran corriente. Esta corriente es la electricidad que circula desde los generadores hasta los consumidores a través de las líneas eléctricas. Los generadores electromagnéticos accionados por motores cinéticos (mecánicos) son responsables de casi toda la generación de electricidad en Estados Unidos.
Generador de vapor para el hogar
El cálido resplandor de un faro incandescente ilumina el camino de la nº 92 de Nevada Northern, construida en 1909. Las locomotoras estaban equipadas con luces eléctricas mucho antes que la mayoría de los hogares de Estados Unidos, pero ¿cómo puede una locomotora de vapor generar energía eléctrica? ¿La respuesta? Un generador de vapor, montado justo detrás del faro delantero de esta locomotora. Carl Swanson
En 1897, apareció un faro mejorado con un potente haz de luz alimentado por electricidad. Esta luz era tan superior que el Congreso aprobó una ley en 1915 que exigía que todas las locomotoras estuvieran equipadas con faros eléctricos.
El turbogenerador de la Nevada Northern nº 81 es fácilmente reconocible gracias a su revelador escape de vapor. El lado del dispositivo más cercano a la cámara contiene un generador eléctrico. El lado más alejado contiene una rueda de turbina accionada a muy alta velocidad por un chorro de vapor a presión procedente de la caldera. Un eje de transmisión conecta ambos. Carl Swanson
El corazón del sistema es el generador de turbina de vapor. Montados normalmente en la parte superior de una caldera, estos ingeniosos dispositivos utilizan un potente chorro de vapor procedente de la caldera para hacer girar una rueda de turbina conectada mediante un árbol de transmisión a un generador. Los turbogeneradores fueron fabricados por varias empresas en la era del vapor, entre ellas Pyle-National, Sunbeam y General Electric. Un modelo típico, el tipo RE-3 de Sunbeam, producía 500 vatios a 32 voltios a una velocidad de turbina de 2.400 revoluciones por minuto, suficiente para alimentar el faro delantero, los indicadores de clasificación, las luces del tablero de números y las bombillas que iluminan los instrumentos de la cabina. Variando la cantidad de vapor, se produce más o menos voltaje.