Sistemas de Generación de Electricidad y Distribución.
Se dará a
continuación una explicación coloquial de este tema, sin entrar en rigurosidades técnicas.
Para generar
electricidad necesitamos un campo magnético y unas bobinas que roten para que de esta manera se genere un campo eléctrico.
La clave
radica en hacer rotar las bobinas, de manera tal que la energía empleada en mover las mismas desde el punto de vista del costo para la humanidad sea significativamente
menor que la producida. Por ejemplo sin bien físicamente las plantas
necesitan la energía del sol para crecer y del ciclo del agua, para la
humanidad eso es gratis, pueden entonces obtener energía de las plantas lo
mismo que los animales.
Distintas formas de generar electricidad:
-Por caídas de agua:
El agua que
entra a la turbina está más elevada que el agua que sale, con lo cual la
gravedad terrestre hace descender al agua para que mueva la turbina. Luego el ciclo del agua vuelve a colocar el
agua arriba (por supuesto después de un
tiempo). El costo del ciclo del agua y de la gravedad es cero, lo brinda La
Naturaleza generosamente. La velocidad del agua lo dará la altura y el caudal
se obtendrá en mayor o menor volumen graduando la superficie de las compuertas.
Por supuesto
se hace necesario construir una represa o dique para que junte el agua lo cual
puede exigir una elevadísima inversión inicial. Luego es necesario mantener la
represa, las instalaciones. Y no debe minimizarse el impacto ambiental sobre el
suelo, la flora y la fauna de formar un espejo de agua donde La Naturaleza no
lo tenía. Se ha producido un cambio geológico, que la Naturaleza hace en eones
en unos pocos años. Pero también es cierto que ahora se puede regular el caudal
de aguas abajo, para evitar inundaciones, sequías, asegurar navegabilidad del
rio, se pueden colocar ascensores para barcos, peces. La represa es una mega construcción que debe
ser muy bien planificada.
Si el ciclo
del agua no repone por alguna razón climática el agua, en la época que esto
ocurra la generación eléctrica se verá afectada.
También se
puede colocar una turbina en una caída de agua sin necesidad de construir una
represa, pero se obtendría muchísima menos energía eléctrica.
Links de
algunas Represas Argentinas
Yacyretá: http://www.yacyreta.org.ar/ Se puede ver su funcionamiento así
como ciertos beneficios ecológicos dados a la zona.
Salto Grande: https://www.saltogrande.org/
-Centrales de combustibles fósiles:
En estos
casos el combustible calienta el agua para formar vapor a alta presión y este a
su vez mueva las turbinas para generar electricidad. Evidentemente ahora el combustible para mover
la turbina dejó de ser gratis, se debe emplear energía para extraerlo y
llevarlo al lugar de la usina. Este tipo de usina se sigue utilizando porque
son mucho más económicas de instalar y se puede graduar perfectamente la producción
de electricidad. Además no dependen de
una zona geográfica, con lo cual se pueden instalar cerca de centros urbanos,
con el consiguiente ahorro en los costes de distribución. Ecológicamente son problemáticas,
¿conviene sacrificar algo tan precioso como petróleo o gas para producir energía?
En el largo plazo la Ciencia Económica nos indica que no es sustentable en el
tiempo. La contaminación de esta manera de producir electricidad tiene un alto
impacto en el medio ambiente. Ni que hablar que en China se está utilizando carbón,
con un impacto ecológico muy negativo.
Un link con
un video de cómo funciona una central de este tipo: http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/produccion-de-electricidad/viii.-las-centrales-termicas-convencionales
-Centrales nucleares:
Se aprovecha
la energía del átomo, la cual es impresionante.
En un reactor controlado la energía térmica liberada es gigantesca, con
lo cual la relación costo/beneficio es elevadísima. Los inconvenientes muy graves
que podemos mencionar es la elevación de la temperatura del agua utilizada para
alimentar el movimiento de las turbinas, que eleva la temperatura de los ríos
causando graves problemas ecológicos. Otro punto es que inevitablemente quedan
desechos nucleares radiactivos por miles de años que los científicos no han
solucionado efectivamente como deshacerse de manera efectiva de los mismos. La
acumulación de estos deshechos dentro del reactor obliga a suspender la generación
eléctrica para efectuar la limpieza del mismo. La exigencia tecnológica y de
seguridad es enorme. Es dado recordar que La Naturaleza puso el reactor nuclear
que mantiene la vida en la Tierra a 150 millones de kilómetros de distancia y
una magnetósfera en la Tierra para estar debidamente protegidos.
Para más
detalles: http://energia-nuclear.net/como_funciona_la_energia_nuclear.html
-Centrales eólicas:
Se utiliza
la energía del viento. Si bien se
depende de los caprichos del clima son muy efectivas para pequeñas potencias de
generación (en comparación con centrales hidráulicas). En edificios de altura, donde soplan vientos
naturalmente, ya está utilizando este sistema para abastecer estas megas
estructuras. En China donde abundan estas construcciones aprovechan los
monzones.
Un
pantallazo: https://www.youtube.com/watch?v=TxdG8mziFcM
-Centrales solares:
Muy prácticas,
que solo es necesario paneles solares y una superficie para instalarlos y
exponerlos al sol. Una prueba de su eficiencia: los satélites espaciales la
utilizan. El problema es que cargar la batería lleva tiempo con este sistema,
de la misma manera que a las plantas le lleva tiempo desarrollarse.´
Explicación
ágil: https://www.youtube.com/watch?v=KKKvWNady1w
No hemos
agotado los ingenios humanos para la generación eléctrica (hasta se utiliza la
marea). Hemos dado un vistazo a los más importantes.
Si se quiere
información oficial detallada puede consultarse: https://www.energia.gob.ar/contenidos/archivos/Reorganizacion/contenidos_didacticos/publicaciones/centrales_electricas.pdf
Distribución Energía Eléctrica Generada:
Una vez
generada, es necesario distribuirla, problema de mayor dificultad que la producción.
Queremos enfatizar que producir energía eléctrica es sencillo, distribuirla es
complicado en términos relativos.
La energía
que es producida lejos de los grandes centros de consumo, es necesaria llevarla
a 500kV para transportarla, ya que de esta manera se reduce el calibre de los
cables y se pueda utilizar aluminio como conductor, un poco más ineficiente que
el cobre, pero mucho más económico. En otros casos, se transporta a 220KV. A medida que nos acercamos a los lugares de
consumo es necesario transformarla reduciendo los volts, en una primera
instancia a 13,2KV. Con 13,2KV ya es
posible alimentar industrias o parque industriales para que ellos la
transformen a su vez de acuerdo a sus necesidades. Ya para el consumo
domiciliario se la transforma en tres fases de 220V con un neutro, habiendo una
diferencia de potencial entre fase de 380 V.
Dicha transformación eleva la intensidad de corriente con lo cual se
eleva también la necesidad de mayor cantidad de cables, de mayor grosor y de un
material superior como lo es el cobre, el cual es más costoso. En las urbes la aislación
es un tema crucial para proteger la vida humana, lo transformadores pueden
explotar literalmente con lo cual deberán tener un mantenimiento muy eficaz.
Transformador: El secundario está
proveyendo energía a 220V. El usuario a medida que consume incrementa Is
(intensidad medida en Amperes), lo cual a su vez incrementa la Ip (la
intensidad a media o alta tensión), lo cual obliga a la generación de más
electricidad. Si este sistema no está controlado, el transformador no
aguanta las elevadas corrientes magnéticas y eléctricas, pudiendo quemarse,
atraer hierros o doblarlos y hasta explotar.
|
No queremos
abrumar con detalles técnicos sino quedarnos con el concepto que al tener baja Tensión
de 220 V la exigencia sobre el estado de los cables y los transformadores es
crucial. La corriente al circular los calienta, y si se recalientan pierden su aislación
o dejan de conducir electricidad por descomposición del material. También es
necesario destacar que la estructura debe estar preparada para picos de
consumo, no para consumos medios. Esto genera un verdadero problema ya en
ciertas épocas del año, relativamente cortas, el consumo de una ciudad puede
ser muy superior al resto del año. Asimismo debe tenerse en cuenta que no hay
manera de almacenar suficientes kW de electricidad alterna, por lo cual
cualquier incremento del consumo se hará sentir en toda la red.
Consecuentemente
al incrementarse el consumo global de la población por mejora en la calidad de
vida inevitablemente hay que atender a la infraestructura de la distribución,
ya que la producción en las centrales
es relativamente fácil regularla abriendo más o menos una compuerta,
dando más o menos gas a un quemador. Pero es muy difícil y costoso ampliar la
red de cables y la red de transformadores.
-Posibles soluciones:
La solución técnica
al consumo superior al esperado es relativamente sencilla, bastaría con poner
protecciones térmicas en los medidores de los usuarios y en las salidas del
transformador para que una vez superada la energía contratada se desconecte el
suministro. La compañía distribuidora seria la única que tendría acceso a esta protección
pudiendo entonces premiar o castigar al usuario si se comporta de manera
responsable o irresponsable. Asimismo podría reforzar su control con medidores
con memoria que registren el tiempo que se excedió el usuario de la potencia
máxima y midan los KW reactivos (Factor de Potencia). (Por ejemplo el usuario
corregiría el factor de potencia para bajar la intensidad de corriente) El usuario que decida aumentar la potencia
instalada tendría que solicitar autorización a la compañía y pagar un coste para
que se pueda elevar la capacidad de distribución de la instalación aguas arriba
del cliente (Toda la instalación anterior al medidor). También puede ser que la
respuesta sea no. Incluso la construcción de un nuevo edificio, o la instalación
de una nueva industria deberían pasar por este trámite.
Esta solución,
si bien técnicamente es correcta, en la actualidad en la República Argentina es
políticamente inviable. Si es viable políticamente dejar aumentar el consumo
para mejorar la calidad de vida (la solución anterior si bien es más sólida enlentece el aumento de consumo en el corto plazo, pero lo asegura en el largo plazo) y ver como se soluciona en el día a día el mantenimiento
de la distribución eléctrica. (La solución anterior si bien es más sólida enlentece el aumento de
consumo en el corto plazo, pero lo asegura en el largo plazo).
Esta es la
gran disyuntiva que está por delante. Tal vez llegó el momento de hacer como
hacen algunos poblados de la Argentina, el usuario compra el medidor y pasa a
tener una cuota parte de la instalación eléctrica. Incluso se podría incorporar como se hace en
algunas empresas europeas que la persona pueda invertir en la Compañía
Eléctrica y tener derecho a voto para nombrar el directorio y decidir sobre el
destino de las ganancias.
No se agota
el tema en esta exposición. Dejamos al
estimado lector a que si es gustoso aporte sus ideas, ya que son soluciones
complicadas, más allá del entendimiento de un solo individuo.
