Como funciona una centrl de ciclo combinado

Esquema de la central de ciclo combinado

El alto rendimiento de las tecnologías de generación de energía de ciclo combinado y las menores emisiones de gases de efecto invernadero producidas por este tipo de centrales hacen de las CCPP la fuente de energía térmica fósil más limpia y explican por qué esta tecnología está ganando popularidad.

Las centrales térmicas de ciclo combinado son más flexibles que las centrales térmicas convencionales. Esto significa, entre otras cosas, que funcionan eficazmente a carga parcial. El funcionamiento flexible durante las fluctuaciones de carga hace que las CCPP sean una solución excelente para aumentar la estabilidad del sistema eléctrico en la era del crecimiento de las fuentes de energía renovables, que se caracterizan por la intermitencia de la producción de electricidad.

La eficiencia de conversión de energía de las centrales de ciclo combinado se sitúa en torno al 55-60%, frente al 35-45% de las centrales térmicas convencionales. En otras palabras, se produce más electricidad con menos combustible. Esta tecnología tiene ventajas tanto medioambientales como económicas.

La empresa española ESFC ofrece financiación para centrales de ciclo combinado, construcción de instalaciones de energía en el marco de un contrato EPC, incluida la adquisición y el suministro de turbinas, generadores, generadores de vapor con recuperación de calor (HRSG) y otros equipos para CCPP de los principales fabricantes del mundo.

Notas sobre las centrales de ciclo combinado

El proceso de transformación del gas natural en electricidad comienza cuando el aire del exterior se comprime a alta presión en el compresor. De ahí, se conduce 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 expanden. Esto hace que la energía térmica se transforme en energía mecánica, transmitiéndola al eje.

Posteriormente, los gases que salen de la turbina de gas se introducen en una caldera de recuperación de calor para producir vapor. A partir de aquí se produce el ciclo convencional agua-vapor, en el que el vapor hace girar la turbina de vapor. A la salida de la turbina, el vapor se condensa (volviendo a convertirse en agua) y vuelve a la caldera para iniciar un nuevo ciclo de producción de vapor. Normalmente, la turbina de gas y la turbina de vapor están acopladas al mismo eje, de modo que accionan conjuntamente el mismo generador eléctrico.

Cómo funciona una turbina de gas

Un reciente informe de Black & Veatch muestra que en la próxima década el número de proyectos con tecnología de ciclo combinado aumentará un enorme 3,1%. Esta previsión sólo tiene una razón: la alta eficiencia de las centrales de ciclo combinado. En este post, intentaremos descifrar cuál es el secreto que se esconde detrás de esta eficiencia.

Como sugiere el nombre de ciclo combinado, este tipo de central eléctrica se compone de una combinación de tecnologías de producción de energía de gas y de vapor. Una central de ciclo combinado se basa en el simple hecho de que una turbina de gas produce tanto energía como gases de escape calientes. Mientras la energía se canaliza hacia un generador, los gases calientes se utilizan para producir vapor. Este vapor hace funcionar una turbina de vapor para producir energía adicional.

Al igual que una planta de turbina de gas de ciclo simple, la turbina de gas de ciclo combinado implica la entrada de aire como primera etapa. El aire pasa por una sección considerable en la que se somete a limpieza y enfriamiento en función de las condiciones de control. El objetivo de este proceso es garantizar que el aire de entrada sea seguro para el compresor de la turbina. Cabe señalar que el aire tiene varias impurezas que pueden dañar el compresor y otros componentes de la turbina. Estas impurezas se clasifican generalmente como contaminantes en estado sólido, en estado líquido y en estado gaseoso.

Ciclo simple frente a ciclo combinado

Una «central eléctrica de ciclo combinado» recupera el calor de los gases de escape de la turbina de gas y lo utiliza para generar vapor en un generador de vapor con recuperación de calor, que luego se utiliza para generar electricidad. Este es uno de los varios métodos utilizados por Toshiba para ayudar a sus clientes a utilizar los recursos energéticos existentes de forma más eficiente.

El funcionamiento del ciclo combinado proporciona una mayor eficiencia que una planta térmica convencional y una planta de turbina de gas de la misma capacidad. Además, reduce los costes de funcionamiento al utilizar el calor residual de las turbinas de gas para producir más electricidad sin utilizar combustible adicional. Las centrales de ciclo combinado suelen funcionar como centrales de carga media o base.