EFICIENCIA ENERGETICA EN CENTRALES TERMOELECTRICA

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La energía interna liberada por la quema de combustibles de cualquier índole es diferente en todos los casos así como su impacto ambiental por ejemplo el carbón se compone de carbono e impurezas cuando el carbono se quema se convierte en dióxido de carbono o monóxido dependiendo la cantidad de oxigeno presente al momento de darse la reacción de combustión. En el caso del gas natural, por cada átomo de carbono hay 4 átomos de hidrogeno que también producen una parte de energía en el momento de convertirse en agua debido a esto contaminan mucho menos por unidad de energía eléctrica producida como la emisión de gases tóxicos producidos durante la combustión de impurezas.

Las centrales termoeléctricas denominadas ciclo combinado donde se usan los gases que aparecen por la combustión de gas natural son todavía más baratas que las termoeléctricas convencionales mejorando casi un 50% más rentable aumentando la energía generada con la misma cantidad de combustible como también la disminución de gases tóxicos generados mencionados anteriormente.

MEJORAS ENERGETICAS Y AMBIENTALES

COMBUSTIBLE DE HIDROGENO

Si hablamos de mejoras ambientales definitivamente el combustible de hidrogeno lo es. Dado a que cuando entra en combustión libera únicamente vapor de agua además sin mencionar que es el elemento más abundante en el universo y también si hablamos de mejoras energéticas definitivamente también podemos hablar de hidrogeno ya que su eficiencia energética es un elevada. Sus principales desventajas es que la cantidad de calor por unidad de volumen es muy baja, es decir se necesitara quemar más combustible para producir la misma cantidad de trabajo que se produce con otros combustibles.

GASES COMBUSTIBLES

El más utilizado es el gas natural que contiene en su mayoría gas metano en su 90% a 95% también suele contener nitrógeno, helio y dióxido de carbono donde sus residuos tóxicos en su combustión son mínimos. Algunos pueden licuarse a temperatura ambiente y baja presión sin embargo la cantidad de calor que produce no es alta pero si es mayor que la hidrogeno, no obstante entre menos presencia de oxígeno en la reacción más contaminante serán los residuos de la combustión.

COMBUSTIBLES FOSILES

El carbón, el petróleo y el gas natural, productos que por sus características químicas se emplean como combustibles. Estos se han formado naturalmente a través de complejos procesos biogeoquímicos, desarrollados bajo condiciones especiales durante millones de años. La materia prima a partir de la cual se generaron incluye restos vegetales y antiguas comunidades planctónicas. Los combustibles fósiles constituyen un recurso natural no renovable.

Tienen un alto impacto negativo sobre el ambiente. La combustión de este tipo de combustibles genera emisiones de gases tales como dióxido de carbono, monóxido de carbono y otros gases tóxicos y dañinos del medio. Los efectos contaminantes no sólo están vinculados a su combustión sino también al transporte (derrames de petróleo) y a los subproductos que originan (hidrocarburos y derivados tóxicos). La situación se agrava cuando se considera la creciente demanda de energía, bienes y servicios, debido al incremento de la población mundial y las pautas de consumo.

BIOCOMBUSTIBLES

Son hechos a partir de elementos existentes en la naturaleza como remolacha, palma aceitera, caña de azúcar o soja conllevan graves impactos sociales y medio ambientales pero llegan a rendir más que los combustibles fósiles tales como Biogás Bioetanol y Biodiesel, en donde Las emisiones de gas del invernadero son reducidas el 12% por la producción y la combustión del etanol y el 41% por el biodiesel. son renovables, por lo tanto, inagotables , más limpios y ahorran recursos naturales pero sin embargo tienen menos cantidad de energía, rendimiento y poca potencia por ende se necesita más material para producir energía eléctrica, se necesitan grandes cantidades de agua para su producción por lo que sólo es viable mediante subvenciones, porque los costes doblan a los de la gasolina o el gasóleo Se necesitan grandes espacios de cultivo, dado que del total de la plantación sólo se consigue un 7% de combustible. Y contaminan a la hora de ser producidos mas no a la hora de ser quemados, por ejemplo En los bioalcoholes, la destilación provoca, respecto a la gasolina o al gasóleo, una mayor emisión en dióxido de carbono.

EFICIENCIA DE LAS CALDERAS Y EL PORCENTAJE ÚTIL DE LA COMBUSTIÓN

Para lograr una buena optimización de la combustión se deben tener en cuenta varios factores que son, purgar los depósitos y Limpiar los filtros para quitar las impurezas que pueden oprimir la combustión, tener las presión y temperatura adecuada según el combustible utilizado para que su quema sea optima, asegurar la presión del oxígeno para lograr la maximización de la reacción del combustible añadido de una buena capacidad del quemador.

Eficiencia de la combustión

La eficiencia de combustión se puede calcular como:

La energía entrando a la caldera menos la energía desechada en los gases de chimenea.

En otras palabras es la cantidad de energía que utiliza la caldera de vapor para su operación (teniendo en cuenta las perdidas por radiación y convección, por purga y la energía aprovechada por el vapor) Respecto a la energía entrando a la caldera (energía entrando por el quemador = conversión total de energía química del combustible en energía química)

La eficiencia de combustión es la energía térmica que utiliza la caldera de vapor después de haber eliminado la de los gases de escape.

Eficiencia de combustión = 100%( energía entrando- energía perdida)

energía entrando

Eficiencia de la caldera

La pérdida de energía en la caldera se puede determinar por la pérdida de calor por: gases de chimenea secos, gases de chimenea, la humedad del combustibles, el hidrogeno contenido en el combustible, el combustibles no quemado, por la radiación y la purga de la caldera.

Si restamos la eficiencia de la combustión y las pérdidas totales de energía, obtenemos la eficiencia de la caldera.

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