COGENERACIÓN
La
cogeneración se define como la producción simultánea de calor útil y
electricidad a partir de un mismo combustible o fuente de energía primaria.
Estos combustibles pueden ser de origen fósil (por ejemplo, gas natural,
combustóleo, etc.), renovable (por ejemplo, residuos agrícolas y forestales,
biogás, etc.) o incluso hidrógeno.
El
principio fundamental de la cogeneración es la recuperación del calor residual
producto de la combustión en una planta generadora de electricidad, el cual, de
otra forma, hubiera sido liberado en el medio ambiente, desperdiciando con ello
una parte importante de la energía todavía disponible. Esta energía, en la
mayoría de los casos, puede ser todavía utilizada en diversos usos finales.
Sistemas de Cogeneración
Plantas con
motores alternativos
Utilizan gas, gasóleo o fuel-oil como combustible.
Son muy eficientes eléctricamente, pero son poco eficientes térmicamente. El
sistema de recuperación térmica se diseña en función de los requisitos de la
industria y en general se basan en la producción de vapor a baja presión (hasta
10 bares), aceite térmico y en el aprovechamiento del circuito de alta
temperatura del agua de refrigeración del motor. Son también adecuadas la
producción de frío por absorción, bien a través del vapor generado con los
gases en máquinas de doble efecto, o utilizando directamente el calor del agua
de refrigeración en máquinas de simple efecto.
Plantas con
turbinas de vapor
En estos sistemas, la energía mecánica se produce
por la expansión del vapor de alta presión procedente de una caldera
convencional.
El uso de esta turbina fue el primero en
cogeneración. Actualmente su aplicación ha quedado prácticamente limitada como
complemento para ciclos combinados o en instalaciones que utilizan combustibles
residuales, como biomasa o residuos
que se incineran.
La aplicación conjunta de una turbina de gas y una
turbina de vapor es lo que se denomina "Ciclo Combinado".
Plantas con
turbinas de gas
En los sistemas con turbina de gas se quema
combustible en un turbogenerador, cediendo parte de su energía para producir
energía mecánica. Su rendimiento de conversión es inferior al de los motores
alternativos, pero presentan la ventaja de que permiten una recuperación fácil
del calor, que se encuentra concentrado en su práctica totalidad en sus gases
de escape, que está a una temperatura de unos 500ºC, idónea para producir vapor
en un generador de recuperación.
Es la planta clásica de cogeneración y su
aplicación es adecuada cuando los requisitos de vapor son importantes (>10
t/h), situación que se encuentra fácilmente en numerosas industrias
(alimentación, química, papelera). Son plantas de gran fiabilidad y económicamente
rentables cuando están diseñadas para una aplicación determinada.
El diseño del sistema de recuperación de calor es
fundamental, pues su economía está directamente ligada al mismo, ya que a
diferencia de las plantas con motores alternativos el precio del calor
recuperado es esencial en un ciclo simple de turbina de gas.
Un ciclo combinado ayuda a absorber una parte del
vapor generado en el ciclo simple y permite, por ello, mejorar la recuperación
térmica, o instalar una turbina de gas de mayor tamaño cuya recuperación
térmica no estaría aprovechada si no se utilizara el vapor en una segunda
turbina de contrapresión.
En un ciclo combinado el proceso de vapor es
esencial para lograr la eficiencia del mismo. La selección de la presión y la
temperatura del vapor vivo se hacen en función de las turbinas de gas y vapor
seleccionadas, selección que debe realizarse con criterios de eficiencia y
economía. Por ello se requiere la existencia de experiencias previas e
"imaginación responsable" para crear procesos adaptados a un centro
de consumo, que al mismo tiempo dispongan de gran flexibilidad que posibilite
su trabajo eficiente en situaciones alejadas del punto de diseño.
No hay comentarios:
Publicar un comentario