15.2: Duración y extensión de la infraestructura eléctrica
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La infraestructura eléctrica incluye generadores ( centrales eléctricas), líneas de transmisión, subestaciones, líneas de distribución, transformadores, dispositivos de control y usuarios (Figura 15.2.1). También existe la infraestructura de la cadena de suministro requerida para el suministro eléctrico, como la minería y el transporte de carbón a centrales eléctricas para su combustión.
En el Cuadro 15.2.1 se indican los números de 2015 y la capacidad de los generadores de electricidad en EU. El generador promedio tiene una capacidad nominal de 1,167,365MW/20,068 generadores = 58 MW. Las plantas de generación en sí mismas pueden tener una vida larga, con presas y estructuras de plantas de energía que duran muchas décadas. Los equipos operativos como las turbinas tienen vidas útiles mucho más cortas y deben ser reemplazados regularmente en las centrales eléctricas. Existe una tendencia a aumentar la dependencia del gas natural y otras fuentes de energía renovables y menos dependencia del carbón debido a las preocupaciones ambientales y los precios relativos de las diferentes fuentes.
Tabla 15.2.1: Resumen de las
estadísticas de generación de energía
| Fuente de Combustible | Generadores | Capacidad de la placa de identificación (MW) | Capacidad de Verano (MW) | Capacidad Invernal (MW) |
| Carbón | 968.00 | 304,789.80 | 279,719.90 | 281,105.80 |
| Hidroeléctrica | 4,176.00 | 100,529.60 | 102,239.30 | 101,535.20 |
| Gas Natural | 5,717.00 | 503,822.70 | 439,320.80 | 472,388.40 |
| Nuclear | 99.00 | 103,860.40 | 98,672.00 | 101,001.40 |
| Otros | 407.00 | 8,557.50 | 6,585.30 | 6,859.70 |
| Otros Gas | 1,778.00 | 5,154.70 | 4,681.90 | 4,710.20 |
| Otros Renovables | 623.00 | 11,177.70 | 9,768.30 | 9,877.40 |
| Petróleo | 3,550.00 | 42,321.30 | 36,830.30 | 40,372.60 |
| Solar | 1,652.00 | 13,758.30 | 13,663.30 | 13,427.00 |
| Viento | 1,098.00 | 73,393.20 | 72,573.40 | 72,675.80 |
| Gran Total | 20,068.00 | 1,167,365.20 | 1,064,054.50 | 1,103,953.50 |
Fuente: Administración de Información Energética de Estados Unidos, Formulario EIA-860, 2016. Dominio público. www.eia.gov/electricidad/data/eia860/
La energía generada a partir de turbinas se transmite normalmente como corriente alterna trifásica. Como resultado, las líneas de transmisión generalmente proporcionan tres cables separados, uno para cada fase. Las líneas de transmisión son bastante extensas en todo Estados Unidos, aunque la congestión en algunas partes de la red va en aumento. Estados Unidos se divide en tres grandes redes eléctricas (Figura 15.2.2), más redes separadas para Alaska, Hawái y otros territorios. A partir de 2015, el sistema de distribución eléctrica a granel de Estados Unidos consta de más de 360,000 millas de líneas de transmisión, incluidas 180,000 millas de transmisión de CA de alto voltaje (Energy, 2015).
La distribución de energía eléctrica a través de los Estados Unidos contiguos se produce a través de las operaciones de unas 500 empresas individuales. La Figura 15.2.3 a continuación ilustra la tensión y densidad de la red de transmisión anteriores a 2008
Desde las líneas de transmisión, las subestaciones suelen reducir el voltaje para distribuirlo a los usuarios finales (Figura 15.2.4). Los grandes usuarios como industrias o bases militares podrían tener sus propias subestaciones.
La distribución a los clientes implica transformaciones para reducir el voltaje (a un nivel común de 240 o 120 V) y proporcionar corriente alterna monofásica. El servicio de telecomunicaciones y electricidad generalmente comparten los mismos postes telefónicos o tuberías subterráneas. Por razones de seguridad, el servicio eléctrico ocupa la porción más alta del poste telefónico común (Figura 15.2.5). Los transformadores locales reducen el voltaje a niveles de servicio residencial.
