Electricidad y calor: Cogeneración

Generación de electricidad y calor: Cogeneración (Fuente: Repsol)

"Cogeneración" El término se utiliza para definir procesos en los que se producen la energía eléctrica y energía térmica al mismo tiempo, usando un combustible que puede ser gas-oil o gas.

La energía eléctrica es producida por el motor cuando el alternador que se le atribuye está activada, mientras que la generación de calor se logra mediante la utilización del calor residual del motor, tales como el calor extraído de los sistemas de refrigeración del motor o el escape.

Los requisitos necesarios que deben cumplirse para que una planta de cogeneración para ser operativamente rentable son las siguientes:

• Que las demandas de calor y electricidad simultáneamente, o que el primero puede ser acumulado.
• Que ambas demandas son proporcionales a la producción de la máquina de calor (ya sea motor o turbina).
• Que el excedente es mínimo o no tiene repercusiones negativas en la rentabilidad.  

La energía eléctrica generada se puede utilizar para cubrir el consumo interno o se exportan a la red eléctrica. En el primer caso, los costos también pueden reducirse con respecto a la potencia eléctrica instalada. Por un lado, la rentabilidad de la planta depende de la inversión necesaria-y en este sentido, la inversión necesaria para salidas de menos de 500 kW, con todo el equipamiento que ello conlleva, intercambiadores, torres, recuperadores, etc, es muy alta en relación con el € / kW instalado, y por otro lado, los precios de la electricidad y del combustible utilizado en el motor son dos parámetros fundamentales para establecer la rentabilidad de una inversión de este tipo.

Las plantas de cogeneración son dimensionados, en general, de acuerdo con la demanda de energía térmica, y por lo tanto, es necesario analizar la evolución anual de esta demanda de calor y determinar sus parámetros de funcionamiento. Las siguientes son las reglas generales:

1. La salida de calor de la planta de cogeneración que cubren aproximadamente el 30-50% de la demanda de calor máximo. En este caso, como lo demuestra la experiencia, los módulos de la planta cubren aproximadamente el 50-70% de los requerimientos de calor de energía anual, siendo el resto proporcionada por calderas adicionales que cubren los picos de consumo de calor.
2. Cada módulo de cogeneración debe alcanzar un tiempo de servicio mínimo de 4.000 horas al año.

Un sistema de cogeneración se compone de un motor de turbina o de gas conectado a un alternador eléctrico, cuyo funcionamiento es de alrededor de 96%, frente al 35% para las plantas termoeléctricas.

Más concretamente, en el caso de la cogeneración con gas propano, el sistema de cogeneración se compone de un motor de combustión interna, un generador de energía eléctrica, un sistema de recuperación de la energía térmica procedente de los gases de escape o el agua caliente en el sistema de refrigeración, etc, y un sistema de evacuación de humo residual.

Estos sistemas tienen una gama muy amplia de potencia y se adaptan bien a cargas variables mediante la adición de varios módulos, de los cuales, en cada momento del tiempo, sólo aquellos que son necesarios se encuentran en operación. Además, hay sistemas de cogeneración de gas que puede reemplazar a la generación de grupos de emergencia y, en general, su instalación no requiere una inversión mayor que el de tradicional oferta complementaria. De hecho, que realmente ofrecen un ahorro considerable en comparación con el segundo. Por lo tanto, para el sector de servicios, por lo general vale la pena invertir en estos sistemas, debido a sus características de la demanda variable y gama de productos de alimentación, especialmente en los casos en que la legislación o los intereses propios de la empresa requiere la generación de grupos de emergencia que se instalen. En este último caso, existe un claro interés económicos involucrados, así como el hecho de que la instalación de un sistema de cogeneración aumenta la fiabilidad del grupo electrógeno de emergencia.

La eficiencia global de estos sistemas puede llegar a un promedio de entre 75 y 90%, dependiendo de la calidad y cantidad de la recuperación de calor: normalmente agua a 80 º o 90 º. Esta agua caliente se obtiene mediante el aprovechamiento del calor del refrigerante del motor, del aceite de lubricación y, por último, de los gases de escape que pueden ser evacuados a la atmósfera a 90 º sin condensación que se produce.