Generación, transporte y consumo de la energía eléctrica

Sara Díaz y Jesús

¿Qué es la energía eléctrica? Gracias a la energía eléctrica podemos iluminar nuestra casa, encender un ordenador o mantener

frescos los alimentos. Ésta energía es la más usada por el ser humano. La energía eléctrica es causada por el movimiento de cargas eléctricas en el interior de materiales conductores.

Cada vez que encendemos una lámpara, se cierra el circuito eléctrico y se genera el movimiento de electrones a través de cables metálicos como el cobre. Además de esto, para que exista este transporte y se pueda encender la bombilla, tiene que haber un generador o una pila que impulse el movimiento de los electrones en un sentido.

Siguiendo el principio de la conservación, la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma. La energía puede convertirse en energía luminosa, mecánica y térmica. A pesar de ser la energía más utilizada por el ser humano tiene dificultad de almacenar la electricidad por la diversidad de productos y aparatos cotidianos.

Tipos de generación de energía• ENERGÍA EÓLICA: es la que se obtiene del viento, la energía

cinética generada por el efecto de las corrientes de aire o de las vibraciones que el viento produce. En la actualidad se usan aerogeneradores para generar electricidad especialmente en áreas expuestas a vientos frecuentes, como zonas costeras, alturas montañosas o islas. El impacto medioambiental de este sistema de obtención de energía es bajo.

• ENERGÍA GEOTÉRMICA: es aquella que puede obtenerse mediante el aprovechamiento del calor del interior de la Tierra. Se obtiene energía geotérmica por extracción de calor del interior de la Tierra. En áreas de aguas termales muy calientes a poca profundidad, se perfora por fracturas naturales de las rocas basales dentro de rocas sedimentarias. El método a elegir depende del que en cada caso sea más rentable.

• ENERGÍA HIDRÁULICA: una central hidrohidráulica es aquella que se utiliza para la generación de la energía eléctrica mediante el aprovechamiento de la energía potencial del agua embalsada en una presa situada a más alto nivel. Esta forma de energía posee problemas medioambientales al necesitar la construcción de grandes embalses en los que acumular el agua, que es sustraída de otros usos, incluso urbanos en algunas ocasiones.

Tipos de generación de energía• ENERGÍA SOLAR

FOTOVOLTAICA: es la obtención de energía eléctrica a través de paneles fotovoltaicos. Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. Los principales problemas de este tipo de energía con su elevado coste en comparación con otros métodos, la necesidad de extensiones grandes de territorio que se sustraen de otros usos, la competencia del principal material con el que se construyen con otros usos, o su dependencia con las condiciones climatológicas.

• ENERGÍA TERMOELÉCTRICA: una central termoeléctrica es una instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir de calor. Este calor puede obtenerse tanto de combustibles fósiles (petróleo, gas natural o carbón) como de la fisión nuclear de uranio u otro combustible nuclear. Consiste en una caldera en la que se quema el combustible para generara calor que se transmite a unos tubos por donde circula agua, la cual se evapora. El calor obtenido, a alta presión y temperatura, se expande a una turbina de vapor, y su movimiento impulsa un alternador que genera la electricidad. Luego el vapor es enfriado en un condensador donde circula por tubos agua fría de un caudal abierto de un río o por torre de refrigeración.

•ENERGÍA NUCLEAR: una central nuclear es una instalación industrial empleada para la generación de energía eléctrica a partir de energía nuclear, que se caracteriza por el empleo de materiales fisionables mediante reacciones nucleares proporcionan calor. La energía nuclear es una gran fuente de energía eléctrica pero produce una gran cantidad de residuos nucleares que hay que guardar y controlar durante mucho tiempo. Esta forma de conseguir energía eléctrica mediante energía nuclear no necesita usar combustibles fósiles. Los residuos radiactivos y las emisiones derivadas de la construcción de las centrales nucleares son los contaminantes.

Generación de la energía eléctrica Tiene lugar en las centrales de producción que las hay

de diferentes tipos según su tecnología: nuclear, hidráulica, térmica, solar, eólica… A través de la red de transporte de alta tensión, la electricidad sale de los puntos de generación hasta los puntos de distribución de los consumidores. En su recorrido por el sistema se reduce el voltaje de la electricidad hasta llegar a nuestros hogares o industrias, por el contrario podría quemar nuestros electrodomésticos. Así distinguimos entre líneas de alta, media y baja tensión, que llegan a nuestros hogares con una tensión de 220V. A medida que la electricidad viaja por las líneas de transporte, estas pierden energía debido a la resistencia que ofrece el conductor eléctrico. La Red Eléctrica se encarga de conseguir la máxima capacidad del sistema de transporte de alta tensión. Nosotros podemos ayudar a un buen funcionamiento consumiendo menos en las horas puntas* de demanda y ahorrando electricidad.

*Horas punta: en invierno entre las 11:00 y las 12:00 o bien entre las 19:00 y las 20:00 y en verano en los momentos de mayor temperatura.

Transporte de la energía eléctrica

Es fundamental para el funcionamiento de un mercado de energía; es el punto de encuentro entre la generación y la demanda, y el medio a través del cual se realizan los intercambios de energía eléctrica. Actualmente, la distribución de la energía eléctrica se realiza mediante corriente alterna, que permite la utilización de los transformadores para elevar y reducir el voltaje. A la salida de la centra eléctrica, la tensión es de unos 4000V y, mediante un transformador elevador, se lleva hasta unos 400000V para ser transportada por una línea de alta tensión. Las líneas de transporte tienen incidencia en el medio ambiente, tanto por su impacto visual como los peligros de electrocución, choque de las aves o de los propios campos electromagnéticos que se generan.

¿Cómo se genera la electricidad?1. Generación: la energía eléctrica se obtiene en las centrales de generación, que están

determinadas por la fuente de energía que se utiliza para mover el motor. Estas fuentes de energías pueden ser renovables o no. Renovables como centrales eólicas, hidráulicas, solares, de biomasa… y las no renovables que son las que producen electricidad a partir de recursos limitados como carbón, petróleo, gas natural… Cada una de estas fuentes se genera de manera natural o artificial. En esta segunda formación también se agrupan las centrales térmicas (se produce electricidad a partir de recursos limitados como el carbón, petróleo, gas natural y otros combustibles fósiles) y las nucleares (a través de fisión y fusión nuclear).

2. Transmisión: una vez que se ha generado la energía eléctrica, ocurre la fase de transmisión. Se envía la energía a las subestaciones ubicadas en las centrales generadoras por medio de líneas de transmisión. Estas líneas de alta tensión transmiten grandes cantidades de energía y se extienden a lo largo de distancias considerables.

3. Distribución: es el último paso antes de obtener la electricidad en los hogares. Este sistema de suministro eléctrico tiene como función abastecer (dotar) de energía desde subestación de distribución hasta los usuarios finales.

Pérdida de energía durante el transporte

• Resistividad: provoca que la corriente eléctrica no llegue con la misma intensidad debido a la oposición que presenta el conductor al paso de la corriente. La resistencia que ofrece el cable depende de:

-Diámetro: la conductividad disminuye al disminuir el grosor del cable (a mayor diámetro, menor número del cable).

-Material con el que está hecho. -Longitud: la conductividad de un cable es

inversamente proporcional a la longitud y la resistencia es directamente proporcional a la longitud.

-Cambios de temperatura: al paso de la corriente, la resistividad se ve incrementada ligeramente al aumentar su temperatura.

• Capacitancia: a medida que se transfiera más carga al conductor, el potencial del conductor se vuelve más alto, lo que hace más difícil transferirle más carga. El conductor tiene una capacitancia determinada para almacenar carga que depende del tamaño y forma del conductor, así como de su medio circundante.

¿Cómo calcular el consumo de la energía?

K = kilo = 1000 W = watts = vatio = unidad

de potencia H = hora = unidad de

tiempo -Un Kilovatio hora (Kwh)

equivale a tener un consumo de potencia de mil vatios durante una hora.

-1000 vatios es el equivalente a 10 lámparas de 100 vatios encendidas al mismo tiempo.

-El kWh es la unidad de medida que utilizan las empresas eléctricas para cobrar lo que consumen los clientes y la forma conveniente de expresar un consumo energético, en todos los casos se refiere a la cantidad de energía consumida durante un periodo determinado.

Si tuviéramos conectado un mediador de energía eléctrica nos cobrarían, al mes un total de 300 kWh de energía consumida al precio establecido según la tarifa vigente más gastos e impuestos.

Consumo de la energía

Los aparatos electrónicos

cuando están funcionando generan un consumo de energía eléctrica en función de la potencia que tengan y de tiempo que estén en funcionamiento. En España, el consumo de energía eléctrica se contabiliza mediante un dispositivo precintado que se instala en los accesos

a la vivienda, llamado contador, y cada dos meses revisa un empleado de la compañía suministradora de la electricidad anotando el consumo realizado en ese periodo. El kilovatio hora (kWh) es la unidad de energía en la que se factura normalmente el consumo doméstico o industrial de electricidad. Equivale a la energía consumida por un aparato eléctrico cuya potencia fuese un kilovatio (kW) y estuviese funcionando durante una hora.

Problemas medioambientales

Hoy en día, los transportes, supermercados, empresas, industrias y la mayor parte de los hogares del mundo dependen del suministro de energía eléctrica. Sin embargo, satisfacer esta demanda global está comenzando a pasar factura al medio amiente del planeta. La generación de energía eléctrica, se sigue obteniendo, en gran medida, por la quema de combustibles fósiles (gas, petróleo y carbón). Esta combustión está expulsando a la atmósfera gases contaminantes, como el dióxido de carbono, el cual dicen muchos científicos que es el responsable del recalentamiento de la Tierra.

En este gripo se encuentran las centrales nucleares, que provocan una gran preocupación por el almacenamiento de largo periodo de sus residuos. Así como la posibilidad de que se produzcan accidentes que transporten la liberación de agentes radioactivos a nuestro entorno. Por ejemplo Chernobyl (Ucrania) y Fukushima (Japón) modelos de graves consecuencias que puede tener la energía eléctrica para el medio ambiente y la sociedad. Cada vez es más frecuente que los gobiernos de diferentes países comiencen a apostar por el desarrollo de energías renovables como la eólica y solar.

Ventajas y desventajasVentajas

•La energía eléctrica es muy fácil de transportar y distribuir.

•Satisface necesidades en el hogar y la oficina.

•Permite su accesibilidad a la lugares más alejados.

•Con la energía eléctrica ayuda a la iluminación de las calles, y a que funciones aparatos eléctricos.

•Podemos comunicarnos con gente de alrededor del mundo,

Desventajas

•En la industria no satisface algunos usos calóricos que necesitan a altas temperaturas.

•Cuando la energía eléctrica es transportada en plantas de carbón, libera subproductos que son tóxicos para el medioambiente.

•Por obtener la energía eléctrica destruimos muchos hábitats naturales.

•Las personas que utilizan la electricidad de forma exagerada como fuente de recursos no ayudan al medio ambiente.

•La energía electrica es tan fundamental hoy en día que sui desapareciera sería un caos.

Formas de ahorrar energía• Usar bombillas fluorescentes.• Desconectar los

electrodomésticos cuando no se estén usando.

• Hacer la mayoría de actividades con la luz natural y dormir en horas de la noche.

• Usar la lavadora con la carga completa.

• Procurar no utilizar los aparatos eléctricos en las horas punta.

•Cambiar la estufa eléctrica por una estufa con conexión a gas.

•No dejar ningún electrodoméstico encendido cuando no lo estés usando.

•Compartir el coche con varias personas.

•Caminar o ir en bicicleta en vez de ir en coche.

•Cargar los móviles, tablets… cuando su batería sea inferior al 15%.