¿Cómo funciona un enfriador seco en una planta de energía?
¿Cómo funciona un aeroenfriador en una central eléctrica?
Debido a que se debe evacuar tanto calor para condensar el vapor que se utiliza para impulsar los generadores de turbina, los sistemas de refrigeración suelen ser el mayor consumidor de agua en las centrales eléctricas. Anteriormente, los ríos y lagos y otras fuentes de agua proporcionaban este enfriamiento, pero últimamente ha habido más centrales eléctricas que adoptan el enfriamiento en seco, una técnica de enfriamiento que utiliza poca o nada de agua. Los sistemas de refrigeración en seco son más caros de instalar y utilizan más energía para funcionar. Estas variables afectan la eficiencia de las centrales eléctricas en su conjunto, mientras que los sistemas de refrigeración secos consumen un 95 % menos de agua que los sistemas de refrigeración húmedos.
Numerosos tipos diferentes de centrales eléctricas hierven agua para crear vapor, que luego pasa a través de una turbina para generar electricidad. Este tipo de sistema es empleado por plantas de energía nuclear, plantas que queman carbón y biomasa, algunas plantas de gas natural e incluso algunas instalaciones solares. En estas instalaciones, el vapor debe enfriarse para volver a condensarse en líquido, que luego se envía a la caldera o generador de vapor.
En los Estados Unidos, la mayoría de las plantas generadoras de vapor utilizan agua para enfriar y condensar el vapor. La mayor parte del agua extraída para la generación de energía eléctrica en los EE. UU. se usa para refrigeración, lo que representa alrededor del 40 por ciento de las extracciones totales de agua.
Los sistemas de enfriamiento de recirculación que recirculan el agua de enfriamiento son utilizados por más del 61 por ciento de la capacidad de generación termoeléctrica en los EE. UU. Para que el agua pueda usarse repetidamente, estos sistemas mantienen el agua en tuberías de circuito cerrado. El 36 por ciento de la capacidad de generación termoeléctrica en los Estados Unidos proviene de plantas que utilizan sistemas de enfriamiento de un solo paso. Estos sistemas extraen un volumen considerable de agua de las fuentes de agua circundantes para enfriar el condensador y luego devuelven el agua más caliente a la fuente original.
El 3 por ciento de la capacidad de generación termoeléctrica en los Estados Unidos proviene del enfriamiento seco e híbrido, la mayoría de los cuales ha estado en funcionamiento desde el año 2000. El vapor se enfría y condensa usando aire ambiental en sistemas de enfriamiento seco.
Los sistemas directos e indirectos son las dos categorías en las que se incluyen estos sistemas. En los sistemas de enfriamiento directo en seco, el aire ambiente se usa para condensar el vapor, por lo que no se usa agua. En los condensadores típicos enfriados por agua, el vapor se condensa en sistemas indirectos de enfriamiento en seco, pero el agua de enfriamiento se mantiene en un sistema cerrado. Como resultado, se utiliza relativamente poca agua y no se desperdicia agua por evaporación.
Los sistemas de refrigeración híbridos combinan refrigeración seca y húmeda y tienen la capacidad de condensar vapor usando agua y aire. A menudo, estos sistemas están diseñados para funcionar como sistemas de refrigeración secos en los meses más fríos y como sistemas de refrigeración húmedos en los meses más cálidos, cuando los sistemas secos funcionan de manera menos eficiente.
El ciclo combinado de gas natural (NGCC), que representa más del 83 por ciento de la capacidad operativa de refrigeración seca e híbrida, es la tecnología de producción más utilizada. Debido al hecho de que las instalaciones de ciclo combinado de gas natural requieren significativamente menos enfriamiento por megavatio hora que las plantas de carbón o nucleares, los sistemas de enfriamiento en seco suelen ser más rentables.
Una alternativa viable para los sistemas de energía solar concentrada es el enfriamiento en seco. Muchos nuevos sistemas de energía solar concentrada ahora usan enfriamiento seco, incluidas las plantas Ivanpah y Genesis Solar en California y la planta Crescent Dunes Solar en Nevada. Esto se debe a que estos sistemas están situados en regiones como el suroeste de los Estados Unidos, donde los recursos solares son relativamente altos y los recursos hídricos son relativamente bajos.
