Curiosidades de la energía de ciclo combinado

                                        

-Abengoa ha logrado un contrato del Servicio Público de Jamaica para llevar a cabo la ingeniería y la construcción de una planta de ciclo combinado de 190 megavatios  por más de 200 millones de dólares (188 millones de euros).  

-Estas centrales han pasado fundamentalmente a servir de respaldo a las energías renovables. Si estas no producen energía suficiente o crece la demanda eléctrica más de lo previsto, ahí están para complementar la producción. El problema para las centrales eléctricas es que esto les obliga a tener las centrales en funcionamiento, aunque no siempre estén produciendo,con lo que generan costes pero no ingresos.

-El grupo TSK (España) ha adjudicado a GHESA/EA el desarrollo de la ingeniería básica y detalle completo de la Central de Ciclo Combinado de Ashuganj South en el distrito de Brahmanbaria Chittagong (Bangladesh), con una capacidad de 450 MWe utilizando una turbina SIEMENS. 
 
-Representantes de la compañía Tokyo Gas y Mitsubishi Research Institute han visitado la central térmica de ciclo combinado que EDP tiene en Soto de Ribera. La delegación japonesa, que ha adquirido varias plantas de este tipo en el país asiático, ha conocido la experiencia de EDP en lo relativo a la operación y flexibilidad de sus centrales de ciclo combinado en estos últimos años. 



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Datos objetivos de la energía de ciclo combinado

                                  ESPAÑA

La primera central de ciclo combinado inaugurada en España fue la central de San Roque en Cádiz. A partir de su puesta en funcionamiento en el año 2002, la importancia en la generación de energía eléctrica a partir de centrales térmicas de ciclo combinado ha sido creciente dentro del mix de generación eléctrica de nuestro país.

Las Centrales de Ciclos Combinados se construyeron en España de forma desmesurada. Desde 2002 hasta 2011 se han instalado 67 ciclos, para albergar una potencia instalada de 25.353 megavatios, la tecnología con mayor capacidad en toda España. La inversión total de estas plantas ha sido de 13.161 millones de euros.
En el momento precrisis, año 2008, la generación de todas las Centrales de Ciclos Combinados ascendió a más de 91.000 Gwh. Teniendo en cuenta que en 2013 dichas centrales produjeron algo más de 25.000 Gwh, la generación de las mismas ha caído un 72% en los últimos cinco años.
Pero en 2014 la situación va a peor. Según datos de REE, de enero a julio de este año, los ciclos han generado 10.736 Gwh, lo que representa una caída del 16% respecto al mismo periodo de 2013.
Con este dato, el grado de utilidad de dichas plantas es menor a un 10%. Las turbinas de gas funcionan a solo un 10% de su capacidad.

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Ventajas e inconvenientes de la energía de ciclo combinado.

                                        Ventajas
Las características principales de las centrales térmicas de ciclo combinado son:

• Flexibilidad. La central puede operar a plena carga o cargas parciales, hasta un mínimo de aproximadamente el 45% de la potencia máxima.
•  Eficiencia elevada. El ciclo combinado proporciona mayor eficiencia por un margen más amplio de potencias.
• Sus emisiones son más bajas que en las centrales térmicas convencionales.
• Coste de inversión bajo por MW instalado.
• Periodos de construcción cortos.
• Menor superficie por MW instalado si lo comparamos con las centrales termoeléctricas convencionales (lo que reduce el impacto visual).
• Bajo consumo de agua de refrigeración.
• Ahorro energético en forma de combustible.                             
  
  
  
                          Inconvenientes
  
  
  - Genera emisiones de gases de efecto invernadero y de lluvia ácida a la atmósfera, junto a partículas volantes (en el caso del carbón) que pueden contener metales pesados.
  -Su uso está limitado a la duración de las reservas y/o su rentabilidad económica.
  -Afectan negativamente a los ecosistemas fluviales debido a los vertidos de agua caliente en estos.
  -Sus emisiones térmicas y de vapor pueden alterar el microclima local.
  -Su rendimiento (en muchos casos) es bajo (comparado con el rendimiento ideal), a pesar de haberse realizado grandes mejoras en la eficiencia (un 30-40% de la energía liberada en la combustión se convierte en electricidad, de media).
  
  
  
  

Esquema de funcionamiento de la energía de ciclo combinado

Partes fundamentales de una central de ciclo combinado

Para entender el funcionamiento de una central térmica de ciclo combinado hay que conocer primero las partes que la forman:

• Compresor, cuya función es inyectar el aire a presión para la combustión del gas y la refrigeración de las zonas calientes.
• Cámara de combustión, donde se mezcla el gas natural (combustible) con el aire a presión, produciendo la combustión.
• Turbina de gas, donde se produce la expansión de gases que provienen de la cámara de combustión.

Consta de tres o cuatro etapas de expansión y la temperatura de los gases en la entrada está alrededor de 1.400ºC saliendo de la turbina a temperaturas superiores a los 600ºC.  

• Caldera de recuperación. En esta caldera convencional, el calor de los gases que provienen de la turbina de gas se aprovecha en un ciclo de agua-vapor.
•  Turbina de vapor. Esta turbina acostumbra a ser de tres cuerpos y está basada en la tecnología convencional.

 Es muy habitual que la turbina de gas y la turbina de vapor se encuentren acopladas a un mismo eje de manera que accionan un mismo generador electrico. 

Funcionamiento de una central de ciclo combinado

En primer lugar el aire es comprimido a alta presión en el compresor, pasando a la cámara de combustión donde se mezcla con el combustible.
A continuación, los gases de combustión pasan por la turbina de gas donde se expansionan y su energía calorífica se transforma en energía mecánica, transmitiéndolo al eje.
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 tenemos un ciclo agua-vapor convencional-
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.
 Actualmente la tendencia es acoplar la turbina de gas y la turbina de vapor a un mismo eje, de manera que accionan conjuntamente un mismo generador eléctrico.

Introducción de la energía de ciclo combinado

¿Qué son los ciclos combinados?

Los ciclos combinados son centrales de generación de energía eléctrica en las que se transforma la energía térmica del gas natural en electricidad mediante dos ciclos consecutivos: el que corresponde a una turbina de gas convencional y el de una turbina de vapor.
Este tipo de centrales se caracterizan por el uso que se realiza del calor generado en la combustión de la turbina de gas, que se lleva a un elemento recuperador del calor y se emplea para mover una o varias turbinas de vapor. Estas dos turbinas, de gas y vapor, están acopladas a un alternador común que convierte la energía mecánica generada por las turbinas en energía eléctrica.

La combinación de estos dos procesos permite alcanzar rendimientos, en torno al 60%, muy superiores a los de una central térmica convencional con un solo ciclo, ya que obtiene la energía eléctrica en dos etapas, logrando así un mayor aprovechamiento de la energía del combustible.

 

¿Qué es una central térmica de ciclo combinado?

 La central térmica de ciclo combinado es aquella donde se genera electricidad mediante la utilización conjunta de dos turbinas:

 - Un turbogrupo de gas.

- Un turbogrupo de vapor.



Es decir, para la transformación de la energía del combustible en electricidad se superponen dos ciclos:


-El ciclo de Brayton (turbina de gas): toma el aire directamente de la atmósfera y se somete a un calentamiento y compresión para aprovecharlo como energía mecánica o eléctrica.
-El ciclo de Rankine (turbina de vapor): donde se relaciona el consumo de calor con la producción de trabajo o creación de energía a partir de vapor de agua. 





HISTORIA 



Las centrales de producción de electricidad del sistema peninsular fueron construidas en sucesivas oleadas. Desde el final de la Guerra Civil se comenzó la construcción de los saltos hidroeléctricos. Luego vino la época de las plantas de fuel-oil en los 60 y principios de los 70; después la de las centrales nucleares que ocurrió en los 70 y principios de los 80 y, finalmente, la de congeneración con proyectos que se han ejecutado durante el final del siglo. Todo hace indicar que el inicio de este siglo que comenzamos está marcado por los proyectos de las centrales de gas de ciclo combinado.
El 9 de mayo de 2002 se utilizó por primera vez en la Central de ciclo combinado de San Roque.