CICLO COMBINADO DE GENERACIÓN
2011
No cabe duda que ya se comenzó a percibir el cambio en la matriz energética del país, que se inició con el desarrollo de Camisea. Varias empresas del sector eléctrico han instalado plantas de generación de energía que aprovechen dicho combustible, mediante ciclos simples y combinados. Pero, ¿En qué consiste el ciclo combinado?, ¿cuáles son sus ventajas?, ¿cómo es que este sistema significa ahorros? En el presente Informe Quincenal responderemos estas preguntas y otras referidas al tema. La central de ciclo combinado y sus componentes En primer lugar debemos recordar que para generar electricidad se necesita un motor que haga girar un generador. Existen distintos tipos de motores, como los impulsados por turbinas de agua, motores con pistones, turbinas a vapor, turbinas a gas entre otras. Una central de ciclo combinado es aquella que integra el uso de dos sistemas diferentes de motores para generación eléctrica: uno sobre la base de turbina a gas y otro sobre la base turbina a vapor (de agua). La turbina a gas es un motor de combustión interna, igual a la que usan los aviones, es decir, que cuenta con una cámara de combustión que debe ser alimentada por un combustible (diesel o gas, kerosene en el caso de los aviones) y aire comprimido (para quemar el combustible). Esta combustión genera gases tan potentes que se utilizan para hacer girar una turbina que esta acoplada a un generador de electricidad. Y es porque la turbina es impulsada por el gas de combustión generado en la cámara que esta se llama turbina a gas y no porque el combustible usado haya sido gas.
Cabe indicar que este sistema aprovecha sólo el 35% del calor generado por el combustible, quedando el 65% de energía libre a través de sus gases de escape eliminados a 600ºC.
Las principales características de una turbina es que se trata de equipos que pueden instalarse en un tiempo corto, sus costos de inversión son bajos, sus características técnicas son flexibles, poseen la capacidad de arranque rápido y cambio de potencia rápido. Sin embargo, el costo por Kwh producido es alto en razón del bajo rendimiento de transferencia de energía. Esta máquina no esta destinada a ofrecer permanentemente energía porque resulta cara, por tanto la solución se presenta si es que se utiliza la turbina a gas junto a una turbina a vapor. La turbina a vapor es un motor de combustión externa que funciona en base a vapor generado por un caldero. En este caso el vapor tiene la potencia suficiente para hacer girar una turbina a vapor que asta acoplada a un generador eléctrico.
Esta instalación de generación eléctrica puede fácilmente utilizar los gases que elimina la turbina a gas para producir vapor sin combustible adicional. El trabajo de una central de ciclo combinado, consiste básicamente en el aprovechamiento de la descarga de gas de un sistema de turbina a gas (inmerso en un proceso de generación eléctrica) para alimentar una caldera que a su vez generará también energía en base a una turbina a vapor. Una central de ciclo combinado puede usar como combustible, kerosene, diesel o gas natural. Mientras que el kerosene y el diesel son muy caros, la alternativa del gas natural resulta ser mucho más económica.
Ventajas del ciclo combinado
Generación de Electricidad para el mercado eléctrico, 2010 (Total = 33, 450 GWh)
El ciclo combinado es un conjunto de máquinas para generar electricidad a
Térmica 42%
bajo costo porque aprovecha el calor previamente
generado
por
un
combustible, permitiendo obtener un 50%
adicional
generación
de
potencia
eléctrica,
a
Hidráulica 58%
de un
rendimiento de conversión de 60%.
Fuente: MEM
Generación de Electricidad por fuente térmica para el mercado eléctrico, 2010 (Total = 13, 450 GWh)
En ese sentido, se puede afirmar que
Otras Térmicas 20%
las centrales de ciclos combinados resultan más eficientes y de mayor rendimiento en el uso de los recursos (combustibles) que otras centrales, aunque el nivel de inversión de una turbina a vapor es bastante más alto que una turbina a gas.
Ciclo Simple ‐ Gas Natural 17%
Ciclo Combinado ‐ Gas Natural 63%
Fuente: MEM
Finalmente, cabe indicar que los usuarios se ven beneficiados de estos procesos de modernización que abaratan los costos de generación eléctrica y permiten ampliar la oferta del servicio eléctrico.