Instalación con turbinas de gas

Tal y como dijimos en la entrada anterior, se distinguen dos tipos de sistemas típicos de cogeneración de los cuales nos centramos en instalaciones que emplean motores alternativos. Hoy, nos centraremos en instalaciones que emplean turbinas de gas, tanto en ciclo simple como combinado.

En estos sistemas, la energía mecánica se produce por la expansión del vapor de alta presión procedente de una caldera convencional. Las turbinas de gas funcionan con un exceso de aire para que las elevadas temperaturas que se alcanzan después de la combunstión no afecten las características mecánicas de los rodetes de las turbinas. Los combustibles empleados pueden ser tanto gaseosos como líquidos.

La gran ventaja de las turbinas de gas sería que tiene una facil recuperación del vapor, el cual se encuentra principalmente en los gases de escape. Estos gases se encuentran a una temeratura de 500 ºC, por tanto son perfectos para producir vapor en un generador de recuperación.

Un esquema de insatalación con turbina de gas sería la siguiente:

Podemos definir dos ciclos. Si el vapor producido se encuentra a la presión definida por el usuario estamos hablando de un ciclo simple y si se encuentra a una presión y temperatura elevadas para su expansión en la turbina de vapor hablamos de ciclo combinado.

Las turbinas de vapor podríamos dividirlas en dos grupos:

• A contrapresión: el vapor que sale de la turbina se envía directamente al proceso sin usar condensadores o equipos como torres de enfriamiento.
• A extracción/condensación: una parte del vapor es extraido por puntos de la turbina antes de la salida al condensador pra obtener vapor a varias presiones.

Las turbinas de vapor tienen una eficiencia eléctrica de 33% y una eficiencia térmica de 52%.

Fuente de información:

http://www.empresaeficiente.com/
http://www.conuee.gob.mx/wb/CONAE/CONA_544_tecnologias_de_cogen

Instalación con motores alternativos

Como ya comentamos en anteriores entradas, la trigeneración es útil en aquellas aplicaciones en las que además de calefacción y agua caliente se requiere también una importante cantidad de frío, por ejemplo para climatización o refrigeración.

Las máquinas de absorción se incorporan en el sistema de cogeneración cuando existe una demanda de frío, bien sea para algún proceso de fabricación, climatización, congelación o conservación, y existe una energía residual. Este calor residual puede ser aportado por diferentes fluidos térmicos, como vapor, agua caliente, agua sobrecalentada o gases calientes.

Se distinguen dos tipos de sistemas típicos de cogeneración donde se integran máquinas de absorción para producción de frío, en función de qué tipo de máquina empleen para producir la electricidad y el calor:

• Instalaciones que emplean motores alternativos.
• Instalaciones que emplean turbinas de gas, tanto en ciclo simple como combinado.

Hoy nos centramos en las plantas con motores alternativos y más adelante estudiaremos las que emplean turbinas de gas.

Motores alternativos

La figura siguiente muestra un esquema de una instalación de este tipo. En ella se observan los componentes principales: el motor (a la izquierda), la caldera para producir agua caliente (en el centro) y la máquina de absorción (a la derecha).

Los motores alternativos usados son motores de combustión interna, que generan energía mecánica a partir de la energía desprendida en la reacción de combustión de un combustible. Normalmente se emplean los de ciclo Diesel, aunque también se emplean a veces otros ciclos más complejos.

El rango de potencias más usual de estos motores en sistemas de cogeneración en el sector industrial es de 100 kW a 1.000 kW. El rendimiento de estos motores suele estar en torno al 30 %-35 %. Presentan una gran flexibilidad en su funcionamiento.

El motor mueve el generador directamente, produciendo electricidad, generando así el primer producto de la trigeneración.

Por otra parte el motor, durante su funcionamiento produce calor residual, en tres zonas distintas.

En primer lugar están los gases de escape, que están muy calientes, y son la principal fuente de calor residual. Estos gases de escape calientes se hacen pasar por un intercambiador aire – agua, que funciona como una caldera, produciendo agua caliente. De esta forma se produce el segundo producto de la trigenereación.

También se produce calor residual en el motor en otras dos zonas:

• La refrigeración del bloque y la culata del motor, donde están las cámaras de combustión.
• La refrigeración del aceite de lubricación, en el cárter del motor.

Mediante circuitos de agua adecuados situados en el motor, se extrae el calor de estos dos focos, y se lleva a un cambiador de calor, donde el calor extraído del motor se emplea para calentar agua. El agua caliente así producida se añade a la producida mediante los gases de escape.

La energía térmica generada por el motor alternativo es del orden del 60 %-70 %, mientras que la energía eléctrica supone aproximadamente un 30 %.



Fuentes de información:

http://www.empresaeficiente.com/

¿Quién emplea este sistema de Trigeneración?

LEVENGER, expertos en implementación de energías renovables.

Hoy en día el concepto de energías renovables es algo que escuchamos mucho ya que gracias a ellas podríamos conseguir un futuro más limpio y saludable. Levenger, es una empresa de Navarra conocida en el diseño e instalación de dichas energías la cual en 2010 recibió el premio Europeo GreenBuilding. Tiene gran experiencia en sistemas de cogeneración, trigeneración, biogás… Por ello, hemos decidido explicar brevemente en qué se basa la empresa para poder acercarnos a aplicaciones más directas de la trigeneración.

Levenger realiza proyectos los cuales incluyen un estudio previo de la situación para luego centrarse en la instalación y mantenimiento de equipos de cogeneración. Busca la mayor eficiencia energética. La garantía del éxito se basa en la adaptación de la cogeneración.

Esta empresa, es una de las empresas pioneras en España en este asunto de la trigeneración. Se ocupa de implantar sistemas de aprovechamiento energético en espacios en los cuales debido a su actividad o diversas causas se necesita una climatización constante como en actividades en las cuales el frío forma parte de ellas entre otras.

Acerquémonos a una de las instalaciones en las que ha tomado parte esta empresa, Polideportivo Municipal de Valdelasfuentes, Madrid.

Este polideportivo, como muchos otros, contiene numerosos servicios los cuales requieren una constante climatización y aporte térmico y eléctrico. Debido a esto, se decidió instalar una planta de cogeneración de 800 kW eléctricos. El sistema de trigeneración fue completado mediante una máquina de absorción y paralelamente un sistema de control hace que podamos aprovechar la planta de cogeneración como servicio de emergencia al producirse algún tipo de corte de suministro eléctrico.


Fuente de información:
http://www.levenger.es/