Formas tradicionales y alternativas de generar electricidad

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

Actualmente, la humanidad utiliza todas las formas posibles para generar electricidad. Es difícil sobrestimar la importancia de este recurso. Y su consumo crece cada día. Por esta razón, cada vez se presta más atención a los métodos no tradicionales de generación de electricidad. Al mismo tiempo, estas fuentes en esta etapa de desarrollo no pueden satisfacer completamente las necesidades de la población de la tierra. Este artículo repasa brevemente las principales formas tradicionales y alternativas de generar electricidad.

Obtener electricidad de centrales térmicas

Este método de generar electricidad es el más común. Por ejemplo, en la Federación Rusa, las fuentes de calor representan casi el 80% de toda la generación del recurso necesario. Pasan los añoslos ambientalistas ya están prácticamente gritando sobre el impacto negativo de tales estructuras de ingeniería en el medio ambiente y la salud humana, pero las estaciones construidas a mediados del siglo pasado (o incluso antes de la revolución) continúan suministrando electricidad a ciudades pobladas y grandes empresas industriales.

Las fuentes de calor son métodos tradicionales para generar electricidad. Y ahora, desde hace tres o cuatro décadas, ocupan una posición de liderazgo en el ranking en términos de producción. Y esto a pesar del rápido desarrollo de métodos alternativos para generar electricidad.

Entre todos los proyectos de ingeniería, se distingue un tipo especial de estructura. Estas son plantas combinadas de calor y electricidad, cuya función adicional es suministrar calor a las casas y apartamentos de los ciudadanos. Según los expertos, la eficiencia de tales plantas de energía es extremadamente baja y la transferencia del recurso generado a largas distancias está asociada con grandes pérdidas.

La generación de energía se realiza de la siguiente manera. Se quema combustible sólido, líquido o gaseoso, calentando el agua en la caldera a temperaturas significativas. La fuerza del vapor impulsa las palas de la turbina, lo que hace que el rotor del generador de la turbina gire y genere electricidad.

Las centrales hidroeléctricas son una forma prometedora de generar electricidad

La construcción de estructuras de ingeniería complejas diseñadas para convertir la energía del agua en electricidad comenzó en el Imperio Ruso. Han pasado muchos años desde entonces, y esta fuente sigue activa.usó. Durante los años de industrialización de la URSS (década de 1930), crecieron centrales hidroeléctricas gigantes en todo el país. Todas las fuerzas de un país joven y frágil se lanzaron a la construcción de estos gigantes (¡que solo vale una central hidroeléctrica de Zaporizhzhya!). Las estructuras de ingeniería de esos años todavía están en funcionamiento y generan una cantidad significativa de electricidad.

Actualmente, el estado apuesta por el desarrollo de formas "verdes" de generar electricidad. Por lo tanto, se financia activamente la construcción de centrales hidroeléctricas modernas y muy productivas en todo el país. La estrategia de construir instalaciones medianas en los pequeños afluentes de los ríos se ha justificado plenamente. Una de estas estaciones puede satisfacer completamente las necesidades de electricidad de pequeños asentamientos adyacentes. A escala nacional, esto conducirá a un aumento de la eficiencia de la economía nacional y la competitividad de los fabricantes nacionales de bienes industriales.

Las desventajas de esta tecnología incluyen el alto costo de tales objetos y períodos de recuperación muy largos. Los principales costos son para la construcción de la represa. Pero es necesario construir el edificio en sí (edificios administrativos y de máquinas), construir un dispositivo para descargar agua, etc. Los parámetros y la composición de la estructura dependen de muchos factores: la potencia instalada de los generadores y la presión del agua, el tipo de central (presa, canal, desvío, almacenamiento, marea). Las centrales hidroeléctricas en los grandes ríos navegables también tienen esclusas y canales navegables complejos para garantizar la migración de los peces a las zonas de desove.

Industria de la energía nuclear

Las centrales nucleares de hoy ya no sorprenden a nadie. Tales instalaciones comenzaron a construirse activamente en la URSS. Por lo tanto, esta tecnología pertenece a los métodos tradicionales de generación de electricidad.

Las plantas de energía nuclear todavía se están construyendo activamente no solo en Rusia, sino también en países cercanos y lejanos en el extranjero. Por ejemplo, una empresa con raíces rusas, Rosatom, financia la construcción de una fuente de este tipo en la República de Bielorrusia. Por cierto, esta estación será la primera en este territorio.

La actitud del mundo hacia la energía nuclear es muy ambigua. Alemania, por ejemplo, decidió seriamente abandonar por completo el átomo pacífico. Y esto en un momento en que la Federación Rusa está invirtiendo activamente en la construcción de nuevas instalaciones de última generación.

Los científicos han establecido de manera confiable que los depósitos de combustible nuclear en las entrañas de la tierra son mucho más grandes que todas las reservas de materias primas de hidrocarburos (petróleo y gas). La demanda cada vez mayor de hidrocarburos conduce a su aumento en el precio. Por eso el desarrollo de la energía nuclear da sus frutos.

Energía eólica

La industria de la energía eólica a escala industrial surgió hace relativamente poco tiempo y se sumó a la lista de formas no tradicionales de generar electricidad. Y esta es una tecnología muy prometedora. Con un alto grado de probabilidad, se puede argumentar que en un futuro lejano, los molinos de viento generarán tanta electricidad como la humanidad necesita. Y estas no son palabras vacías, porque según las estimaciones más modestascientíficos, la fuerza total del viento en la superficie del globo es al menos cien veces mayor que el poder de todos los recursos hídricos.

El principal problema es la inconsistencia de los flujos de aire, lo que dificulta predecir la producción de energía. Los vientos soplan constantemente en el vasto territorio de Rusia. Y si aprende a utilizar con eficacia y eficiencia este recurso inagotable, podrá satisfacer con creces todas las necesidades de la industria pesada y de la población del país.

A pesar de los beneficios evidentes del uso de la energía eólica, la cantidad de electricidad generada por los parques eólicos no supera el uno por ciento del total. El equipo para estos fines es muy costoso, además, dichas instalaciones no serán efectivas en todas las áreas, y el transporte de electricidad a largas distancias está asociado con grandes pérdidas.

Energía geotérmica

El desarrollo de fuentes geotérmicas marcó un nuevo hito en la historia del desarrollo de métodos alternativos de generación de electricidad.

El principio de la generación de energía es el suministro de energía cinética y potencial de vapor de agua caliente desde una fuente subterránea a las palas de una turbina generadora, que produce corriente a través de movimientos de rotación. En teoría, la diferencia de temperatura en la superficie y en las profundidades de la corteza terrestre es característica de cualquier zona. Sin embargo, suele ser mínimo y no es posible utilizarlo para generar electricidad. La construcción de tales estaciones se justifica sólo enciertas áreas de nuestro planeta (sísmicamente activas). Islandia es pionera en el desarrollo de este método. Las tierras de la Kamchatka rusa también se pueden utilizar para estos fines.

El principio de obtención de energía es el siguiente. El agua caliente de las entrañas de la tierra sale a la superficie. La presión aquí es mucho más baja, lo que hace que el agua hierva. El vapor separado se dirige a través de la tubería y hace girar las palas de las turbinas del generador. Es difícil predecir el futuro de esta forma moderna de generar electricidad. Tal vez tales estaciones se construyan masivamente en el territorio de la Federación Rusa, o tal vez esta idea desaparezca con el tiempo y nadie la recuerde.

Desarrollo de la energía térmica oceánica

Los océanos del mundo son asombrosos en su escala. Los especialistas no pueden dar ni siquiera una estimación aproximada de la cantidad de energía térmica acumulada en él. Una cosa está clara: una cantidad colosal de recursos permanece sin utilizar. En la actualidad ya se han construido prototipos de centrales eléctricas que convierten en corriente la energía térmica de las aguas oceánicas. Sin embargo, estos son proyectos piloto y no hay certeza de que esta área de la energía se desarrolle más.

Flujo y reflujo al servicio de la industria de la energía eléctrica

Transformar la poderosa fuerza del flujo y reflujo en valiosos derivados es una nueva forma de generar electricidad. La naturaleza de estos fenómenos ahora se conoce y no causa ese temor reverente que surgió entre nuestros antepasados. Esto se debe a la influencia del campo magnético.fiel satélite del planeta - la luna.

Las corrientes de marea y reflujo de agua más notables se observan en las aguas poco profundas de los mares y océanos, así como en los lechos de los ríos.

La primera estación que realmente dio resultado se construyó en 1913 en el Reino Unido, cerca de Liverpool. Desde entonces, muchos países han intentado repetir la experiencia, pero al final abandonaron esta aventura por varias razones.

Energía solar

De hecho, todos los combustibles fósiles naturales se formaron hace millones de años con la participación y bajo la influencia de la luz solar. Por lo tanto, podemos decir que la humanidad ha utilizado durante mucho tiempo y activamente los productos obtenidos del sol. De hecho, debemos la presencia de ríos y lagos a esta fuente inagotable, que asegura la circulación del agua. Sin embargo, esto no es lo que se entiende por energía solar moderna. Hace relativamente poco tiempo, los científicos han podido desarrollar y producir baterías especiales. Generan electricidad cuando la luz del sol golpea su superficie. Esta tecnología hace referencia a una forma alternativa de generar electricidad.

El sol es quizás la fuente más poderosa de todas las conocidas actualmente. En tres días, el planeta Tierra recibe tanta energía como no está contenida en todos los yacimientos explorados y potenciales de todo tipo de recursos térmicos. Sin embargo, solo 1/3 de esta energía llega a la superficie de la corteza terrestre y la mayor parte se disipa en la atmósfera. Y sin embargo, estamos hablando de volúmenes colosales. Según los expertos, un pequeño reservoriorecibe tanta energía como una central térmica bastante grande.

Hay instalaciones en el mundo que utilizan la energía de la luz solar para producir vapor. Impulsa un generador y genera electricidad. Sin embargo, tales instalaciones son muy raras.

Independientemente del principio por el cual se genera la electricidad, la instalación debe estar equipada con un colector, un dispositivo para concentrar la luz solar. Seguro que muchos han visto los paneles solares con sus propios ojos. Parece que están bajo un cristal oscuro. Resulta que tal recubrimiento es el colector más simple. El principio de su funcionamiento se basa en el hecho de que un material transparente oscuro transmite los rayos del sol, pero retrasa y refleja la radiación infrarroja y ultravioleta. Dentro de la batería hay tubos con una sustancia de trabajo. Dado que la radiación térmica no se transmite a través de la película oscura, la temperatura de los fluidos de trabajo es mucho mayor que la temperatura ambiente. Cabe señalar que tales soluciones funcionan de manera efectiva solo en latitudes tropicales, donde no es necesario girar el colector después del sol.

Otro tipo de recubrimiento es un espejo cóncavo. Tal equipo es una solución muy costosa, por lo que no ha encontrado una amplia aplicación. Tal colector puede calentar hasta tres mil grados centígrados.

Esta dirección se está desarrollando rápidamente. En Europa no sorprenderás a nadie con casas desconectadas de las redes eléctricas. Sin embargo, a escala industrialla electricidad no se genera por este método. Los paneles solares hacen alarde de los techos de tales casas. Esta es una inversión muy cuestionable. En el mejor de los casos, la instalación de dicho equipo se amortizará solo después de diez años de funcionamiento.

Aprovechando las corrientes marinas

Esta es una forma muy inusual de generar electricidad. Debido a la diferencia de temperatura en las regiones del norte de los océanos y el sur (ecuatorial), surgen poderosas corrientes en todo el volumen. Si una turbina se sumerge en agua, entonces una poderosa corriente la hará girar. Esta es la base del principio de funcionamiento de tales centrales eléctricas.

Sin embargo, esta fuente de energía actualmente no se utiliza activamente. Hay muchos desafíos de ingeniería aún por resolver. Sólo se están realizando trabajos experimentales. Los británicos son los más activos en este sentido. Es posible que en un futuro próximo aparezcan colonias de centrales eléctricas frente a las costas de Gran Bretaña, cuyas aspas se pondrán en movimiento por las corrientes marinas.

Formas de obtener electricidad en casa

La electricidad también se puede generar en casa. Y si te tomas este problema en serio, incluso puedes satisfacer las necesidades de electricidad del hogar.

En primer lugar, cabe señalar que algunos de los métodos enumerados para generar electricidad son bastante aplicables en una economía privada. Por lo tanto, muchos agricultores y propietarios de latifundios instalan molinos de viento en sus parcelas. Además, los paneles solares se pueden ver cada vez con más frecuencia en los techos de las casas de campo.

Hay otrosformas de producir electricidad, pero su aplicación práctica está fuera de cuestión. Esto es más por diversión o con el propósito de experimentar.