La potencia térmica describe la rapidez con que se produce el calor. Para la mayoría de los sistemas energéticos, como un motor de gasolina, la potencia térmica es la rapidez con la que el combustible se convierte en calor. Estos motores térmicos crean este calor para lograr un trabajo útil. Lo más habitual es que la potencia térmica se refiera a la entrada de calor en una caldera de una central eléctrica para generar electricidad. En otros contextos, puede ser una medida de la producción, como el calor radiante que emite el Sol.
En el caso de las centrales eléctricas, la entrada de energía térmica se mide en megavatios térmicos (MWt). Sin embargo, la producción, que suele suministrar energía eléctrica a la red, se mide en megavatios eléctricos (MWe). Dado que no todo el calor de entrada puede convertirse por completo en electricidad (véase el rendimiento de Carnot), el valor de MWt siempre será mayor que el de MWe. La comparación da a una central eléctrica su eficiencia térmica, que es una medida de la cantidad de trabajo útil que puede lograr para la cantidad de combustible que tuvo que quemar. La mayoría de las centrales eléctricas más antiguas tienen un rendimiento de alrededor del 33%, por lo que la potencia térmica de entrada es 3 veces mayor que la potencia eléctrica de salida.
No todas las centrales eléctricas requieren potencia térmica para generar electricidad. Plantas como las instalaciones hidroeléctricas, las turbinas eólicas o las células fotovoltaicas utilizan otras formas de energía de diferentes flujos de energía primaria para crear electricidad. Por lo tanto, la energía térmica sólo se utiliza para los sistemas termodinámicos. Aunque los límites termodinámicos no se aplican para estas plantas, como la segunda ley de la termodinámica y la eficiencia de Carnot, tienen otros factores que limitan su eficiencia.
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