Seno (trigonometría)

          Sin embargo, la electricidad es la única forma de energía capaz de ser transformada casi totalmente en cualquiera de las otras formas, y de ser transportada largas distancias desde los lugares donde es producida (¡en realidad transformada!) a costo relativamente reducido. Actualmente, se trabaja en mejorar las pérdidas por calentamiento de las redes de alta tensión, que rondan el 10%.

          Producir energía eléctrica es relativamente simple si se dispone de un alternador de auto o una dínamo de bicicleta: basta con hacerlos girar. Cuando hacemos girar una dínamo a mano, la energía de nuestro cuerpo se transforma en energía mecánica (el movimiento de nuestro brazo y nuestra mano para mover la dínamo) y la dínamo transforma esa energía mecánica en energía eléctrica. Se puede hacer un experimento simple para mostrar esto: poniendo y sacando un imán en el interior de un rollo de alambre en los extremos del mismo veremos que se produce un voltaje.

          Para no gastar nuestra propia energía, podemos recurrir a alguna astucia: por ejemplo podemos ponerle unas aspas al rotor del alternador y hacer que la corriente de un río las mueva. Nuevamente estamos en presencia de varias transformaciones de energía: la energía potencial gravitatoria que tiene el agua en las alturas se transforma en energía mecánica del agua del río y es esa energía mecánica la que se transforma en energía eléctrica. Este es sin dudas el caso más simple de energía hidroeléctrica. En las centrales hidroeléctricas de Yacyretá o El Chocón, este proceso se realiza a gran escala: el agua mueve grandes turbinas, las que a su vez hacen girar los ejes de grandes generadores. Las centrales hidroeléctricas pueden tener potencias que van desde los cientos de kW (microturbinas para pequeños emprendimientos aislados) hasta varios miles de MegaWatts o Megavatios (Yacyretá, Itaipú).

          Si en lugar del agua del río usáramos la fuerza del viento para mover el alternador, diríamos que transformamos la energía mecánica de los vientos (eólica) en energía eléctrica. Esto sucede en los aerogeneradores o molinos que son comunes en el campo. Los aerogeneradores más evolucionados hasta el presente tienen aspas de alrededor de 10 metros de largo y tienen una potencia máxima de cerca de 1 Megavatios, es decir que se requerirían aproximadamente 1.500 de ellos para totalizar la potencia de El Chocón.

          El motor a explosión de nuestro auto hace girar al alternador, que genera la energía eléctrica para que la batería del auto se recargue, a la vez que alimenta las componentes eléctricas del mismo. Un sistema similar a éste lo constituyen los generadores eléctricos llamados "de explosión", en los cuales un motor (generalmente Diesel) a explosión hace girar al alternador. Este tipo de instalación tiene una potencia que no supera en general la escala del Megavatio. Suele usarse como reserva de emergencia para cuando falla el suministro de electricidad normal (emergencias en hospitales, fábricas, etc.). A este equipo a veces se lo llama "grupo electrógeno".

          Otra solución similar sería producir un chorro de vapor y con él mover las aspas que antes usamos para el río o el viento. Por ejemplo, en nuestro hogar podríamos poner una pava o una olla a presión con agua sobre la hornalla de la cocina y usar el vapor que sale por el pico o por la válvula para mover las aspas, que a su vez harían mover la dínamo. En este caso, la energía química del combustible (por ejemplo el gas, carbón petróleo, leña) se transforma en energía calórica que se usa para calentar el agua y generar vapor. La energía calórica se transforma en la energía mecánica del vapor, que es a su vez transformada en energía eléctrica por la dínamo. Las "fábricas de electricidad" que utilizan este método se llaman generalmente "usinas", o centrales térmicas.

          En las usinas como Puerto Nuevo o Costanera, en Buenos Aires, en lugar de pavas u ollas a presión hay enormes calderas donde se queman fuel oil y gas para calentar grandes cantidades de agua y mover grandes turbinas, que a su vez mueven a los alternadores o generadores. Las usinas térmicas pueden tener una potencia que va desde los cientos de kW hasta alrededor de 1.000 Megavatios.

          En el caso de la energía solar, mediante grandes espejos parabólicos se podría concentrar el calor del Sol en un calentador de agua y así obtener vapor, siendo el resto del proceso similar al de las centrales térmicas. Las centrales solares experimentales que hay en el mundo actualmente que utilizan este sistema ocupan grandes espacios, pero su potencia no supera los 2 ó 3 Megavatios.

          La luz solar puede también ser usada para producir directamente energía eléctrica (efecto fotoeléctrico), sin pasar por la producción de calor ni el movimiento de alternadores, como sucede con las celdas fotovoltaicas de los relojes y calculadoras solares. Con esta técnica actualmente se pueden generar potencias del orden de algunos kilovatios, es decir para hacer frente a algunas de las necesidades de una casa de familia.

          En un reactor nuclear, el alternador (o la dínamo) es en realidad un generador eléctrico que alimenta las grandes redes de distribución eléctrica. Las aspas de nuestro pequeño molino son reemplazadas por los álabes (nombre que se da a las aspas) de una sofisticada turbina que mueve al generador. Un condensador recupera el vapor que mueve la turbina, refrigerándolo con el agua de un río. La pava es reemplazada por un generador de vapor y el fuego es reemplazado por un proceso nuclear. El área donde se producen los procesos nucleares es el reactor nuclear que está en el interior de un recinto de contención, edificio de importancia para la seguridad de la instalación. La potencia de las centrales nucleares para producción de energía eléctrica va desde el orden de los 100 MW hasta aproximadamente 1.500 MW. En la actualidad existen proyectos para diseñar centrales nucleares de 20 a 100 MW (por ejemplo el proyecto Carem que lleva adelante actualmente la Comisión Nacional de Energía Atómica (CNEA) en Argentina).