Producción de energía
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Entre las energías de recursos, el carbón y el gas natural se utilizan para generar electricidad por combustión (energía térmica), el uranio por fisión nuclear (energía nuclear), para utilizar su calor para hervir agua y hacer girar la turbina de vapor.
Entre las energías renovables, la luz solar se convierte directamente en electricidad (fotovoltaica), la energía de rotación por el viento se convierte en electricidad (energía eólica), la rueda de agua giratoria por el agua corriente para generar (hidroeléctrica). El calor magmático hierve el agua subterránea para hacer girar la turbina de vapor para generar (geotérmica).
Se está desarrollando continuamente la tecnología para convertir los recursos energéticos o las energías renovables en electricidad con menos pérdidas. También es importante para el funcionamiento de la central eléctrica hacer el mantenimiento o la formación de los operarios.
La generación de energía con carbón pulverizado es actualmente el principal método de generación de energía con carbón. El carbón se pulveriza hasta obtener un polvo fino y se quema en la caldera. El calor de la caldera hace hervir el agua hasta convertirla en vapor. La presión del vapor hace girar la turbina de vapor y el generador genera electricidad.
Producción de electricidad por países
La electricidad no puede extraerse del suelo como el carbón. Por eso se denomina fuente de energía secundaria, lo que significa que se deriva de fuentes primarias, como el carbón, el gas natural, las reacciones de fisión nuclear, la luz solar, el viento y la energía hidráulica. La mayoría de los usos directos de la energía primaria se limitan a generar calor y movimiento. La electricidad, por el contrario, es extremadamente versátil, con una amplia gama de aplicaciones complejas. La electricidad desempeña un papel tan esencial en la vida americana contemporánea que su oferta y demanda se examinan a menudo por separado de las fuentes primarias utilizadas para producirla.
La Administración de Información Energética (EIA) prevé un aumento del 11% en la generación de electricidad en Estados Unidos entre 2015 y 2040, es decir, un 0,4% al año. En términos prácticos, eso significa un aumento correspondiente de la demanda de carbón y gas, al menos en el futuro próximo. Las centrales eléctricas consumen actualmente casi dos quintas partes de la energía estadounidense de todas las fuentes, incluyendo alrededor del 91% del carbón y el 35% del gas natural, así como la biomasa y el gas de vertedero. La quema de estos combustibles produce grandes cantidades de gases de efecto invernadero (GEI) y otros contaminantes.
Producción mundial de electricidad
La electricidad es esencial para la vida moderna, pero casi mil millones de personas viven sin acceso a ella. Desafíos como el cambio climático, la contaminación y la destrucción del medio ambiente exigen que cambiemos la forma de generar electricidad.
En el último siglo, las principales fuentes de energía utilizadas para generar electricidad han sido los combustibles fósiles, la hidroelectricidad y, desde los años 50, la energía nuclear. A pesar del fuerte crecimiento de las energías renovables en las últimas décadas, los combustibles fósiles siguen siendo dominantes en todo el mundo. Su uso para la generación de electricidad sigue aumentando tanto en términos absolutos como relativos: en 2017, los combustibles fósiles generaron el 64,5% de la electricidad mundial, frente al 61,9% en 1990.
El acceso a la electricidad fiable es vital para el bienestar humano. Actualmente, una de cada siete personas en el mundo no tiene acceso a la electricidad. Por ello, la demanda de electricidad seguirá aumentando. Al mismo tiempo, las emisiones de gases de efecto invernadero deben disminuir drásticamente si queremos mitigar el cambio climático, y debemos cambiar a fuentes de energía más limpias para reducir la contaminación del aire. Esto requerirá probablemente un gran aumento de todas las fuentes de energía bajas en carbono, de las que la nuclear es una parte importante.
Mezcla de electricidad
Un generador eléctrico es un dispositivo que convierte una forma de energía en electricidad. Hay muchos tipos diferentes de generadores de electricidad. La mayor parte de la generación de electricidad en el mundo procede de generadores que se basan en el descubrimiento del científico Michael Faraday en 1831 de que mover un imán dentro de una bobina de alambre hace (induce) que fluya una corriente eléctrica en el alambre. Fabricó el primer generador de electricidad llamado disco de Faraday, que funciona con esta relación entre el magnetismo y la electricidad y que llevó al diseño de los generadores electromagnéticos que utilizamos hoy en día.
Los generadores electromagnéticos utilizan un electroimán -un imán producido por la electricidad- y no un imán tradicional. Un generador electromagnético básico tiene una serie de bobinas aisladas de alambre que forman un cilindro estacionario -llamado estator- que rodea un eje electromagnético llamado rotor. Al girar el rotor, fluye una corriente eléctrica en cada sección de la bobina de alambre, que se convierte en un conductor eléctrico independiente. Las corrientes en las secciones individuales se combinan para formar una gran corriente. Esta corriente es la electricidad que se mueve desde los generadores a través de las líneas eléctricas hasta los consumidores. Los generadores electromagnéticos accionados por motores cinéticos (mecánicos) representan casi toda la generación de electricidad en Estados Unidos.