Calor Solar. Integración de la energía solar con sistemas de microcogeneración. COGEN

ASOCIACIÓN ESPAÑOLA PARA LA PROMOCIÓN DE LA COGENERACIÓN

Integración de la energía solar con sistemas de microcogeneración.

II Jornada “El Calor Solar”

Manel Blasco - COGEN España

12 de DICIEMBRE de 2012

2COGEN ESPAÑA. ASOCIACIÓN ESPAÑOLA PARA LA PROMOCIÓN DE LA COGENERACIÓN 2

1. LA COGENERACIÓN ES ENERGÍA ÚTIL

La cogeneración, se dimensiona enfunción de la demanda que senecesita: Fuerza, luz, calor, frio, ¡Noelectricidad!.Responde a la definición que:

La energía es la capacidad de

producir trabajo.

Otras energías no aseguran su totalutilidad: Pérdidas en las redes, nocoincidencia con la demanda, precioinasumible para el trabajo querealizan.


• Es una energía madura (tiene más de 100 años de experiencia).

• Se aprovecha de los desarrollos de otras actividades(transporte, aviación, etc.) para mejorar la eficiencia.

• Trabaja cuando ha de trabajar i durante todo el programa detrabajo (8.000 h/a).

• En este caso ahorra más energía primaria y CO2 que las EERRque trabajan 2.000 o 3.000 h/a.

2. LA COGENERACIÓN ES ENERGÍA ÚTIL (II)


Ahorro de energía primaria

Integración producción - consumo

Seguridad de

suministro

Suministro competitivo

Sostenibilidad ambiental

Seguridad de suministro.

Disminución de emisiones.

Economía y competitividad del sistema energético.

3. LA COGENERACIÓN ES LA ÚNICA TECNOLOGÍA QUEPERMITE ALCANZAR TODOS LOS OBJETIVOS DEL SISTEMAENERGÉTICO.


CHP

GENERACIÓN COMERCIALIZACIÓNTRANSPORTE DISTRIBUCIÓNGENERACIÓN COMERCIALIZACIÓNTRANSPORTE DISTRIBUCIÓN

ACTIVIDADES REGULADAS

ACTIVIDADES LIBRESACTIVIDADES LIBRES

EFICIENCIA Y MEDIOAMBIENTE

NUEVAS POLÍTICAS EUROPEAS

4. Y LA QUE REALIZA TODAS LA ACTIVIDADES DEL SISTEMAELÉCTRICO.


5. Y LA QUE EMITE MENOS EMISIONES DE GASES DEEFECTO INVERANDERO.


6. ES LA TECNOLOGÍA MAS ECONÓMICA MEDIDA ENBORNES DE USUARIO (DÉFICIT DE TARIFA DE 6.000 M€/a).


7. EN UN SISTEMA SIN DÉFICIT DE TARIFA.


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SolarEólicaCiclo CombinadoCogeneraciónDéficit tarifario (M€)

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120.000M€MW Potencia instalada

Otros

Solar

Eólica

Ciclo comb.

Cogeneración

Fuel-gas

Carbón

Hidraulica

Nuclear

Déficit

8. LA COGENERACIÓN NO GENERA DÉFICIT NISOBRECAPACIDAD.

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35.000

2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

GWh

E producida (GWh). Fuente MINETUR

E vertida (GWh). Fuente CNE

E autoconsumida (%)

Energía producida

A pesar de noincrementarse la energíade cogeneración, seincrementa la vertida ala red y en consecuenciala prima equivalente.

Autoconsumos


Hay un momento en el que hay que quemar gas…

• Las fuentes de energía renovables no gestionables como la solar y la eólica no puedan dar garantías de suministro en todo momento.

• Cuando se necesita cubrir la falta de aporte de energías renovables nos vemos con la obligación de usar un combustible fósil para cubrir la demanda, principalmente, gas natural.

• Llegado a este punto, recordamos el primer principio de la termodinámica:

“La Energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma”

• La forma más eficiente de transformar el gas natural es con la cogeneración de alta eficiencia.

• La cogeneración será siempre el mejor aliado a la energía solar térmica puesto que, es la forma de cubrir la demanda en cualquier momento con el máximo ahorro de energía primaria y emisiones.


¿Porqué sustituir parte de la E.S.T. por cogeneración?

• No siempre hay el espacio suficiente para la superficie de placas necesaria.

• Existen problemas de sombras o imposibilidad de orientar correctamente los paneles solares.

• Problemas de estética.

• Posibilidad o necesidad de dar otros usos a la cubierta del edificio como terrazas de áticos, máquinas de aire acondicionado, chimeneas, etc.

El código técnico de la edificación en su apartado HE4 dice lo siguiente:


Por lo que refiere a la superficie ocupada

• Este es un ejemplo con la máquina más pequeña de microcogeneración: DACHS de 5,5 kWe de BAXIROCA.


Por lo que refiere a la superficie ocupada

• Este ejemplo es con una microturbina Capstone C65 iCHPque justifica las placas solares térmicas de un edificio de 97 viviendas en un espacio de 3 m2


Por lo que refiere a otros usos de la cubierta

• Hotel AYRE Rosellón de 100 habitaciones en Barcelona ubicado al lado de la Sagrada Familia que gracias al aporte de la cogeneración con una microturbina Capstone C30 sustituyó parte de las placas solares y pudo sacar provecho de su magnífica terraza.


Esquemas de funcionamiento

• Cuando hay diferentes fuentes de calor hay que establecer las prioridades de las “no gestionables” frente a las gestionables y por orden de ahorro energético. Por ello siempre ponemos en serie los aportes de energía en el circuito de retorno.


Sustitución parcial del aporte de EST. Casos prácticos.

• Ejemplos de sustitución parcial con motores DACHS


Generar la base de la demanda

• La cogeneración siempre se diseña buscando el máximo de horas de utilización por lo que suele tener una potencia muy inferior a una caldera convencional y genera la base de la energía demandada


Microcogeneración – MAYOR rentabilidad

• Ejemplo Balneario A QUINTA DA AGUA en Santiago de Compostela.

• La rentabilidad de la cogeneración mejora con el tamaño mientras que la solar térmica tiene la rentabilidad limitada al 8%.


224 kW gas natural4,0 c€/kWgh8,96 €/h

65 kWe15,0 c€/kWeh9,75 €/h

120 kWt4,44 c€/kWth5,32 €/h

Ejemplo con 5000 h/a

Electricidad 48.750 €Calor 26.600 €

Combustible 44.800 €O&M 6.500 €

Margen Operacional

Actual 24.050 €

TIR = 25% ROI = 4,5 años

Rentabilidad con una microturbina de 65 kWe + 120 kWt


La Microcogeneración puede ir más allá del ACS y complementar la calefacción o refrigeración

• Ejemplo de trigeneración con turbina de 65 kWe y recuperador de calor para 120 kWt ó 70 kWf.


Máxima calificación energética con microcogeneración

• Complemento del CALENER para certificar edificios con microcogeneración


CONCLUSIONES

• El CTE contempla la sustitución parcial o total del aporte solar térmico mediante procesos de cogeneración.

• El nuevo borrador del CTE mantiene esta posibilidad.

• La cogeneración es gestionable, más rentable y puede evitar más emisiones de CO2 funcionando 8000 h anuales.

• La nueva directiva europea 2012/27 UE promueve la cogeneración como la mejor utilización de la energía primaria en edificios.

• Si hay que “quemar gas” para garantizar la cobertura de la demanda la mejor forma es con un proceso de cogeneración.

“La Energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma”

y la mejor manera es COGENERANDO.

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