Eficiencia de la planta eléctrica

La eficiencia de una planta es el porcentaje del contenido total de energía del combustible de una planta de energía que se convierte en electricidad . La energía restante generalmente se pierde en el medio ambiente en forma de calor, a menos que se utilice para calefacción urbana .

La evaluación de la eficiencia se complica por el hecho de que hay dos formas diferentes de medir el consumo de energía del combustible : ^[1]

• LCV = Valor calorífico inferior (igual que NCV = Valor calorífico neto) no tiene en cuenta la energía térmica obtenida de la condensación del _{H2O de escape.}
• HCV = Valor calorífico superior (igual que GCV, Valor calorífico bruto) incluye el H2O de escape _condensado en agua líquida.

Dependiendo de la convención utilizada, pueden surgir diferencias del 10% en la eficiencia aparente de una planta de gas, por lo que es muy importante saber qué convención se está utilizando, HCV o LCV (NCV o GCV).

La tasa de calor es un término que se utiliza habitualmente en las centrales eléctricas para indicar la eficiencia de la planta. La tasa de calor es la inversa de la eficiencia: una tasa de calor más baja es mejor.

${\displaystyle {\text{Tasa de calor}}={\frac {\text{Energía térmica entrante}}{\text{Energía eléctrica saliente}}}}$^[2]

El término eficiencia es una medida adimensional (a veces expresada en porcentaje), y la tasa de calor estrictamente también es adimensional, pero a menudo se escribe como energía por energía en las unidades pertinentes. En unidades del SI es julio por julio, pero a menudo también se expresa como julio / kilovatio hora o unidades térmicas británicas /kWh. ^[3] Esto se debe a que el kilovatio hora se usa a menudo cuando se hace referencia a la energía eléctrica y el julio o Btu se usa comúnmente cuando se hace referencia a la energía térmica .

La tasa de calor en el contexto de las centrales eléctricas puede considerarse como el insumo necesario para producir una unidad de salida. Generalmente indica la cantidad de combustible necesaria para generar una unidad de electricidad. Los parámetros de rendimiento que se controlan para cualquier central térmica, como la eficiencia, los costos de combustible, el factor de carga de la planta, el nivel de emisiones, etc., son una función de la tasa de calor de la central y se pueden vincular directamente. ^[4]

Dado que la tasa de calor y la eficiencia están inversamente relacionadas entre sí, es fácil convertir de una a otra.

• Una eficiencia del 100% implica una entrada y una salida iguales: para 1 kWh de salida, la entrada es 1 kWh. Esta entrada de energía térmica de 1 kWh = 3,6 MJ = 3412 Btu
• Por lo tanto, la tasa de calor de una planta 100% eficiente es simplemente 1, o 1 kWh/kWh, o 3,6 MJ/kWh, o 3.412 Btu/kWh.
• Para expresar la eficiencia de un generador o una planta eléctrica como porcentaje, invierta el valor si se utiliza una notación adimensional o la misma unidad. Por ejemplo:
  • Un valor de tasa de calor de 5 proporciona un factor de eficiencia del 20%.
  • Un valor de potencia térmica de 2 kWh/kWh proporciona un factor de eficiencia del 50%.
  • Un valor de tasa de calor de 4 MJ/MJ proporciona un factor de eficiencia del 25%.
  • Para otras unidades, asegúrese de utilizar un factor de conversión correspondiente para las unidades. Por ejemplo, si utiliza Btu/kWh, utilice un factor de conversión de 3412 Btu por kWh para calcular el factor de eficiencia. Por ejemplo, si la tasa de calor es de 10 500 Btu/kWh, la eficiencia es del 32,5 % (ya que 3412 Btu/10 500 Btu = 32,5 %).
• Cuanto mayor sea la tasa de calor (es decir, cuanto mayor sea el aporte de energía necesario para producir una unidad de energía eléctrica), menor será la eficiencia de la central eléctrica.
• La Administración de Información Energética de Estados Unidos ofrece una explicación general sobre cómo traducir un valor de tasa de calor en un valor de eficiencia de una planta de energía. ^[4]

La mayoría de las centrales eléctricas tienen una tasa de calor objetivo o de diseño. Si la tasa de calor real no coincide con la meta, la diferencia entre la tasa de calor real y la meta es la desviación de la tasa de calor.

• Eficiencia de combustible
• Eficiencia de conversión de energía
• Eficiencia térmica
• Eficiencia eléctrica
• Eficiencia mecánica
• Costo de la electricidad por fuente