GENERALIDADES

La generación de energía eléctrica consiste en la transformación de algunas clases de energía como química, mecánica, térmica o luminosa, entre otras, en energía eléctrica. Para la generación industrial se recurre a instalaciones denominadas Centrales Eléctricas, que ejecutan alguna de las transformaciones citadas. Estas constituyen el primer escalón del sistema de suministro eléctrico.

La generación eléctrica se realiza, básicamente, mediante un generador; si bien estos no difieren entre sí en cuanto a su principio de funcionamiento, varían en función a la forma en que se accionan. Explicado de otro modo, difiere en qué fuente de energía primaria utiliza para convertir la energía contenida en ella, en energía eléctrica.

Desde que Nikola Tesla descubrió la corriente alterna y la forma de producirla en los alternadores, se ha llevado a cabo una inmensa actividad tecnológica para llevar la energía eléctrica a todos los lugares habitados del mundo, por lo que, junto a la construcción de grandes y variadas centrales eléctricas, se han construido sofisticadas redes de transporte y sistemas de distribución. Sin embargo, el aprovechamiento ha sido y sigue siendo muy desigual en todo el planeta. Así, los países industrializados o del Primer mundo son grandes consumidores de energía eléctrica, mientras que los países del llamado Tercer mundo apenas disfrutan de sus ventajas.

La demanda de energía eléctrica de una ciudad, región o país tiene una variación a lo largo del día. Esta variación es función de muchos factores, entre los que destacan: tipos de industrias existentes en la zona y turnos que realizan en su producción, climatología extremas de frío o calor, tipo de electrodomésticos que se utilizan más frecuentemente, tipo de calentador de agua que haya instalado en los hogares, la estación del año y la hora del día en que se considera la demanda. La generación de energía eléctrica debe seguir la curva de demanda y, a medida que aumenta la potencia demandada, se debe incrementar la potencia suministrada. Esto conlleva el tener que iniciar la generación con unidades adicionales, ubicadas en la misma central o en centrales reservadas para estos períodos. En general los sistemas de generación se diferencian por el periodo del ciclo en el que está planificado que sean utilizados; se consideran de base la nuclear y la eólica, de valle la termoeléctrica de combustibles fósiles, y de pico la hidroeléctrica principalmente (los combustibles fósiles y la hidroeléctrica también pueden usarse como base si es necesario).

Dependiendo de la fuente primaria de energía utilizada, las centrales generadoras se clasifican en termoeléctricas (de carbón, petróleo, gas, nucleares y solares termoeléctricas), hidroeléctricas (aprovechando las corrientes de los ríos o del mar: mareomotrices), eólicas y solares fotovoltaicas. La mayor parte de la energía eléctrica generada a nivel mundial proviene de los dos primeros tipos de centrales reseñados. Todas estas centrales, excepto las fotovoltaicas, tienen en común el elemento generador, constituido por un alternador, movido mediante una turbina que será distinta dependiendo del tipo de energía primaria utilizada.

Por otro lado, un 64% de los directivos de las principales empresas eléctricas consideran que en el horizonte de 2018 existirán tecnologías limpias, WN, asequibles y renovables de generación local, lo que obligará a las grandes corporaciones del sector a un cambio de mentalidad

Termoeléctrica

Fueron las primeras centrales eléctricas que se construyeron.
Una central hidroeléctrica es aquella en la que la energía potencial del agua almacenada en un embalse se transforma en la energía cinética necesaria para mover el rotor de un generador, y posteriormente transformarse en energía eléctrica.
Por ese motivo, se llaman también centrales hidráulicas.

Las centrales hidroeléctricas se construyen en los cauces de los ríos, creando un embalse para retener el agua. Para ello se construye un muro grueso de piedra, hormigón u otros materiales, apoyado generalmente en alguna montaña.
La masa de agua embalsada se conduce a través de una tubería hacia los álabes de una turbina que suele estar a pie de presa, la cual está conectada al generador. Así, el agua transforma su energía potencial en energía cinética, que hace mover los álabes de la turbina.

 Una central termoeléctrica es una instalación empleada para la generación de energía eléctrica a partir de calor. Este calor puede obtenerse tanto de combustibles fósiles (petróleo, gas natural o carbón) como de la fisión nuclear del uranio u otro combustible nuclear o del sol como las solares termoeléctricas. Las centrales que en el futuro utilicen la fusión también serán centrales termoeléctricas.

En su forma más clásica, las centrales termoeléctricas consisten en una caldera en la que se quema el combustible para generar calor que se transfiere a unos tubos por donde circula agua, la cual se evapora. El vapor obtenido, a alta presión y temperatura, se expande a continuación en una turbina de vapor, cuyo movimiento impulsa un alternador que genera la electricidad. Luego el vapor es enfriado en un Condensador donde circula por tubos agua fría de un caudal abierto de un río o por torre de refrigeración.

En las centrales termoeléctricas denominadas de ciclo combinado se usan los gases de la combustión del gas natural para mover una turbina de gas. En una cámara de combustión se quema el gas natural y se inyecta aire para acelerar la velocidad de los gases y mover la turbina de gas. Como, tras pasar por la turbina, esos gases todavía se encuentran a alta temperatura (500 °C), se reutilizan para generar vapor que mueve una turbina de vapor. Cada una de estas turbinas impulsa un alternador, como en una central termoeléctrica común. El vapor luego es enfriado por medio de un caudal de agua abierto o torre de refrigeración como en una central térmica común. Además, se puede obtener la cogeneración en este tipo de plantas, al alternar entre la generación por medio de gas natural o carbón. Este tipo de plantas está en capacidad de producir energía más allá de la limitación de uno de los dos insumos y pueden dar un paso a la utilización de fuentes de energía por insumos diferentes.

Las centrales térmicas que usan combustibles fósiles liberan a la atmósfera dióxido de carbono (CO), considerado el principal gas responsable del calentamiento global. También, dependiendo del combustible utilizado, pueden emitir otros contaminantes como óxidos de azufre, óxidos de nitrógeno, partículas sólidas (polvo) y cantidades variables de residuos sólidos. Las centrales nucleares pueden contaminar en situaciones accidentales (véase accidente de Chernóbil) y también generan residuos radiactivos de diversa índole.

Una central térmica solar o central termo solar es una instalación industrial en la que, a partir del calentamiento de un fluido mediante radiación solar y su uso en un ciclo termodinámico convencional, se produce la potencia necesaria para mover un alternador para generación de energía eléctrica como en una central térmica clásica. En ellas es necesario concentrar la radiación solar para que se puedan alcanzar temperaturas elevadas, de 300 °C hasta 1000 °C, y obtener así un rendimiento aceptable en el ciclo termodinámico, que no se podría obtener con temperaturas más bajas. La captación y concentración de los rayos solares se hacen por medio de espejos con orientación automática que apuntan a una torre central donde se calienta el fluido, o con mecanismos más pequeños de geometría parabólica. El conjunto de la superficie reflectante y su dispositivo de orientación se denomina helióstato. Su principal problema medioambiental es la necesidad de grandes extensiones de territorio que dejan de ser útiles para otros usos (agrícolas, forestales, etc.).

                                  

FUENTE DE ENERGÍA	LUGAR	TECNOLOGÍA	CAPACIDAD TOTAL ESPERADA (MW)	2007	2009	2010
Productores externos de energía			1.135	1.135
Tamazunchale	San Luis Potosí	Ciclo combinado		1.135	1.135
Obras públicas financiadas			1.321	418	252	651
El Cajón	Nayarit	Energía hidroeléctrica	375	375
Baja California Sur II	Baja California S.	Combustión interna	43	43
Baja California	Baja California	Ciclo combinado	252		252
CCE Pacífico	Guerrero	Carbón	651			651
Implementación de presupuesto (LFC)			192	192
Generación distribuida	México, D. F. y estado de México	Turbinas de gas	192	192
Total			2.648	1.745	252	651

Energía eléctrica en México
Datos
Cobertura eléctrica (2005)	96% (total), (promedio total de ALyC en 2007: 92%)
Continuidad del servicio	4,3 h de interrupción por usuario y año
Capacidad instalada (2006)	49 GW
Porcentaje deenergía fósil	73,6%
Porcentaje deenergía renovable	23,6% (hidroeléctrica y geotérmica)
Emisiones de GEIde la generación eléctrica (2004)	114 Tm de CO2e
Consumo medio de electricidad (2005)	1.801 kWh per cápita
Pérdidas en distribución (2005)	15%; (promedio en ALyC en 2005: 13,6%)
Tarifa residencial media (US$/kWh, 2006)	0,098; (promedio en ALyC en 2005: 0,115)
Tarifa industrial media (US$/kWh, 2006)	mediana: 0,119, grande: 0,098 (promedio en ALyC en 2005: 0,107)
Tarifa agrícola media (US$/kWh, 2006)	0,044
Inversión anual en electricidad	n/d
Porcentaje de autofinanciación de las empresas de energía	n/d
Porcentaje de financiación gubernamental	n/d
Porcentaje de financiación privada (2006-2015)	53%
Instituciones
Sector desagregado	No
Porcentaje del sector privado en la generación	23%
Porcentaje del sector privado en la distribución	0%
Suministro competitivo a grandes usuarios	No
Suministro competitivo a usuarios residenciales	No
Cantidad de proveedores del servicio	1 principal: CFE
Responsable de la transmisión	CFE (Comisión Federal de Electricidad)
Regulador nacional de la electricidad	Sí (CRE)
Responsable de la fijación de políticas	SENER
Responsable de energía renovable	SENER
Responsable de medio ambiente	SEMARNAT
Ley del sector eléctrico	Sí (1976, última modificación 1992)
Ley de energía renovable	No (iniciativa legislativa de 2005)
Operaciones MDL relativas al sector eléctrico	32 proyectos MDL registrados; reducción anual de emisiones de CO2e de 1.904.747 Tm