Cogeneracion
Cogeneracion gygcarstcel 110R5pR 16, 2011 Epagcs A CONTINUACIÓN, SE DA UNA BREVE EXPLICACIÓN DE LAS PRINCIPALES TECNOLOGÍAS UTILIZADAS EN PROYECTOS DE COGENERACIÓN, Así COMO UNA TABLA EN DONDE SE INDICAN SUS EFICIENCIAS TERMICAS Y ELECTRICAS. Cogeneración con Turbinas de Vapor En esta configuración la energía mecánica es producida en una turbina, acoplada a un generador eléctrico, mediante la expansión de vapor de alta presión generado en una caldera convencional. En este sistema la eficiencia global es del orden del 85 al 90% y la eléctrica del 20 al 25%.
Las turbinas de vapor se dividen en tres tipos: a contrapresión, a xtraccion y a condensación. En las turbinas de contrapresión la principal caracter(stica es que el vapor, cuando sale de la turbina se envía directamente al proceso sin necesida or6 periférico, como torr de En la turbina de extra puede extraerse en u ensador y equipo a parte del vapor turbina antes de la salida al condensador, obteniendo así, vapor a proceso a varias presiones, mientras que el resto del vapor se expande hasta la salida al condensador.
Estos sistemas se aplican principalmente en aquellas instalaciones en las que la necesidad de energía térmica respecto a la eléctrica es de 4 a 1 0 mayo COGENERACIÓN CON TURBINAS DE GAS En este arreglo un compresor alimenta aire a alta presión a una cámara de combustión en la que se inyecta el combustible, que al quemarse generará gases a alta temperatura y presión, que a su en energía eléctrica a través de un generador acoplado a la flecha de la turbina. Los gases de escape tienen una temperatura que va de 500 a 650 0C.
Estos gases son relativamente limpios y por lo tanto se pueden aplicar directamente a procesos de secado, o pueden ser aprovechados para procesos de combustión posteriores, ya que tienen un contenido de oxigeno de alrededor del 15%. Debido a su alta temperatura, estos gases suelen ser empleados a su vez, para producir vapor, que se utiliza en los procesos industriales e inclusive, como veremos más adelante para generar más energ[a eléctrica por medio de una turbina de vapor.
La cogeneración con turbina de gas resulta muy adecuada para los procesos en los que se requiere de una gran cantidad de energía térmica, o en relaciones de calor/electricidad mayores a 2. COGENERACION CON CICLO COMBINADO Este sistema se caracteriza porque emplea una turbina de gas y una turbina de vapor.
En este sistema los gases producidos en a combustión de la turbina de gas, se emplean para producir vapor a alta presión mediante una caldera de recuperación, para posteriormente alimentar la turbina de vapor, sea de contrapresión o extracción-condensación y producir por segunda vez energía eléctrica, utilizando el vapor a la salida de la turbina o de las extracciones para los procesos de que se trate. El ciclo combinado se aplica en procesos donde la razón electricidad/ calor es mayor a 6.
COGENERACION CON MOTORA TERNATIVO El motor alternativo gener ntidad de energía eléctrica aunque los gases residuales son a baja temperatura, entre 200 y 250 0C. Sin embargo, en aquellos procesos en los que se puede adaptar, la eficiencia de cogeneración alcanza valores similares a los de las turbinas de gas (85%). Con los gases residuales se puede producir vapor de baja presión (de 10 a 15 kg/cm2) o agua caliente de 80 a 100 0C.
COGENERACION CON MICROTURBINAS Las microturbinas difieren substancialmente de la mayor(a de los métodos tradicionales de generación de energía eléctrica usados en la industria, con emisiones sumamente bajas, y que resultan particularmente útiles en muchísimas aplicaciones industriales y comerciales. una microturbina es esencialmente una planta e poder miniatura, autocontenida, que genera energía eléctrica y calorífica en rangos desde 30kW hasta 1. 2MW en paquetes múltiples (multipacks).
Tiene una sola parte móvil, sin cajas de engranes, bombas u otros subsistemas, y no utiliza lubricantes, aceites o líquidos enfriantes. Estos equipos pueden usar varios tipos de combustibles tanto líquidos como gasesos, incluyendo gas amargo de pozos petroleros con un contenido amargo de hasta 7%, gas metano, gases de bajo poder calorifico (tan bajo como 350 Btu) emanados de digestores de rellenos sanitarios. Uno de los usos más prácticos y eficientes de la microturbina stá en la cogeneración.
Cogeneración, utilizando ambas formas de energía simultáneamente, energia eléctrica y calor, implica precisamente maximizar el uso del combustible con eficiencias del sistema entre 70-80%. Empresas comerciales, pequeñas industrias, hoteles, restaurantes, clínicas, centros de salud, y una multitud de otras aplicacio ombinar sus necesidades 31_1f6 de clínicas, centros de salud, y una multitud de otras aplicaciones pueden combinar sus necesidades de electricidad y energía térmica mediante el uso de microturbinas como sistemas de cogeneración que anteriormente era dificil de lograr.
BENEFICIOS DE LA COGENERACIÓN La cogeneración tiene implícitos beneficios a nivel país como al sector industrial, desde el punto de vista país, se refleja en un ahorro de la energía primaria, petróleo, gas natural, carbón mineral y biomasa al hacer un uso más eficiente de los energéticos. Asimismo, se reducen las emisiones contaminantes al medio ambiente por quemar menos combustible.
Los beneficios en el sector industrial son la reducción de la facturación energética en los costos de producción y como consecuencia aumenta la competitividad de la empresa; así como, a autosuficiencia, continuidad y calidad del suministro de energía eléctrica, con lo que obtiene confiabilidad en su proceso. COGENERACIÓN La cogeneración es el procedimiento mediante el cual se obtiene simultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil (vapor, agua caliente sanitaria, hielo, agua fría, aire frio).
La gran ventaja de la cogeneración es la eficiencia energética que se puede obtener, entendiendo por tal la energía útil que se obtiene sobre la energía química primaria teórica del combustible utilizado. Al generar electricidad mediante una dinamo o alternador, ovidos por un motor térmico o una turbina, el aprovechamiento de la energía química del combustible es del 25% al 40% solamente, y el resto debe disiparse en forma de calor. Con la cogeneración se aprovecha una parte importante de la energ(a térmica que normalmente se disiparía en la atmósfera. na parte importante de la energía térmica que normalmente se disiparía en la atmósfera. Este procedimiento tiene aplicaclones tanto industriales como en ciertos edificios singulares en los que el calor puede emplearse para calefacción, para refrigeración (mediante sistemas de bsorción) y preparación de agua caliente sanitaria como por ejemplo grandes superficies de ventas, ciudades universitarias, hospitales, etc. Para ello se pueden emplear: Turbina de vapor Turbinas de vapor a contrapresión: cuando el volumen de vapor necesano para los servicios auxillares es Igual que el de la turbina.
Turbinas de vapor con toma intermedia, cuando sólo una parte del vapor de la turbina es necesario para los servicios auxiliares. Turbina de gas Motor de combustión Pila de combustible El aprovechamiento del calor residual que en otro tipo de instalaciones sólo se emplea parcialmente, hace que l rendimiento de las instalaciones de cogeneraclón sea notablemente superior; razón por la que actualmente se están fomentando este tipo de instalaciones.
Otra modalidad de Cogeneración es la Trigeneración, en la que se utiliza el calor residual en invierno para calefacción y en el verano para generar fr[o mediante el método de absorción además de la energía eléctrica. Una última modalidad es la denominada Tetrageneración, en la que además de las tres formas de energía anteriores se genera simultáneamente energía mecánica aprovechable por ejemplo, para generar Aire comprimido.
En España hay pocos ejemplos de tetrageneración, pero la factoría FORD en Almussafes, tiene un buen ejemplo de planta Estos sistemas funcionan es bastante estable a demanda de calor o frío de planta Estos sistemas funcionan bien cuando la demanda de calor o frío es bastante estable, puesto que de no serlo, una de dos: o la generación de electricidad varía también acompasadamente, o es necesario tener unos disipadores de calor para liberarse del calor sobrante cuando la demanda es escasa.
RESUMEN HISTORICO DE LA COGENERACION Aunque la palabra cogeneración fue inventada hasta finales de a década de 1 970, la producción combinada de calor y potencia se remonta varios siglos atrás. Originalmente era utilizado como un dispositivo para economizar esfuerzos; esto, debido a la inherente eficiencia vanguardista del siglo XIX que significa la reducción del consumo de combustible.
Más recientemente los beneficios ambientales derivados de la reducción del consumo de combustibles, han hecho de la cogeneración un factor representativo en las estrategias globales ambientales, mientras que tendencias en boga para la desregulación de las centrales generadoras y la generación distribuida continúan creando un ólido mercado para esta tecnología ( o tecnologías).
Actualmente, la cogeneraclón comprende al menos cuatro procesos termodinámicos distintos de combinación de producción de calor y potencia: El primero, mediante aire; el segundo, con vapor; el tercero, mediante el calor rechazado en un proceso de combustión, como un motor de combustión interna; y el cuarto involucra procesos termodinámicos, como los encontrados en una celda de combustible. Aunque cada proceso es distinto, éstos son usados en forma combinada para maximizar la producción de energía en un sistema termodinámico.
