COGENERACIÓN

ENERGIE QUELLE

MBA. Ing. Daniel Mina

2010

Contenido

• La energía y el sector productivo del país.

• La Cogeneración: Clasificación, beneficios

y aplicaciones.

• ¿Quiénes son candidatos para la

implementación de cogeneración?

• Análisis de costos

• Casos

RESIDENCIAL

Y OTROS

30%

INDUSTRIA 40%

GOBIERNO 10%

AGUA Y BOMBEO 10%

COMERCIO10%

MOTORES Y APLICACIONES 60% AA 15% ILUMINACION13%

REF 6% Otros

6%

Participación de la industria en la

demanda eléctrica

Fuente: ASI

El Concepto de Cogeneración

Cogeneración es la producción eficiente de dos

formas de energía útil a partir del mismo recurso

combustible, mediante la utilización de la energía

de escape o de desecho de un sistema de

producción como insumo para el otro.

Fuente: Manual de Ingeniería Eléctrica, Donald Fink

El Concepto de Cogeneración

(ejemplo)

Su uso más común es la producción de electricidad y

calor en diversas formas (vapor, agua caliente, gases

calientes, etc.), lo cual se conoce también como CHP

(Combined Heat and Power).

Principales beneficios que otorga la

cogeneración

• Ahorro Energético, como consecuencias del

aumento del rendimiento de la transformación.

• Mayor respeto al ambiente, porque el

combustible utilizado es menor, y las emisiones

contaminantes disminuyen.

Principales beneficios que otorga la

cogeneración

• Ahorro en energía primaria debido a su mayor

eficiencia comparada con los sistemas de

generación eléctrica y térmica tradicionales.

• Mayor seguridad, competencia y

diversificación de las fuentes energéticas y la

disminución de la producción de gases de

efecto invernadero.

Ahorro de energía primaria producto de la cogeneración

Planta

Generadora

(RED)

η: 45%

Planta

Térmica

Industria

η: 80%

Energía

eléctrica

Pérdidas

de calor

residual

Calor

Pérdidas

de la

caldera

Planta de

Cogeneración

Industria

η: 83%

30% Eléctrico

53% Térmico

Energía

eléctrica

Calor

Pérdidas

de la

caldera

100 Unidades de energía

primaria

75 Unidades de energía

primaria

50

22,5

27,5

75

10

50

40

22,5

40

12,5

Situación Actual Situación con Cogeneración

25% de Ahorro en Energía Primaria

Rangos de aplicación equipos de

cogeneración

Balance de energía de un motor

Balance de energía de una turbina a

gas

Aplicaciones de la cogeneración

• Cogeneración con gases residuales.

• Ahorros energéticos en hospitales.

• Recuperación de Biogás.

• Cogeneración con aceites residuales de

automoción.

• Cogeneración con biomasa.

• Cogeneración con carbón pulverizado

(plásticos agrícolas)

Ciclos de cabecera (Topping)

CENTRAL DE

COGENERACIÓNUSUARIO

Electricidad

Electricidad

Calor

Combustible

Ciclos de cola (Bottoming)

CENTRAL DE

COGENERACIÓNUSUARIO

Electricidad

Electricidad

Calor

CombustibleCombustible

Residual

Calor

Residual

Conexión del generador (aislado)

CENTRAL DE

COGENERACIÓNUSUARIO

Electricidad

Electricidad

Calor

Combustible

Conexión del generador integrado a la

red eléctrica

CENTRAL DE

COGENERACIÓNUSUARIO

Electricidad

Calor

Combustible

Electricidad

Turbina a contrapresión

USUARIO

Electricidad

Combustible Caldera

Agua

TURBINA

Vapor

Vapor

Turbina a contrapresión con extracción

de vapor

USUARIO

Electricidad

Combustible Caldera

Agua

TURBINA

Vapor

Vapor

Bomba Condensador

Elección de un sistema de

cogeneración

• Tamaño de la instalación. Las turbinas de gas noson competitivas por debajo de 1 MW (e)

• Eficiencia. Los motores tienen rendimientos entre35% y 43%, y las turbinas entre 25 y 36 %

• Flexibilidad. Los motores trabajando a una carga del50% de la nominal consiguen mantener casi el 88% dela eficiencia a plena carga.

• Costes del capital

• Costes de operación y mantenimiento. Los costesde las turbinas son mucho más reducidos

¿Qué instalaciones son candidatas

para su implementación?

• ¿Se han tomado todas las medidas

razonables para reducir el consumo de

energía y calor en sus instalaciones?

¿Qué instalaciones son candidatas

para su implementación?

•¿Es la duración simultánea para cubrir las

necesidades de calor y electricidad

superior a 4.000 horas al año?

•¿Son los precios locales de electricidad

altos en relación a un combustible

alternativo?

¿Qué instalaciones son candidatas

para su implementación?

• ¿Están las empresas preparadas para la

instalación de un sistema CHP?

• ¿Es la confiabilidad del servicio eléctrico

una preocupación económica mayor?

Análisis de costos considera los

siguientes factores:

• Precio medio de electricidad por kWh.

• Costo del gas natural, diesel o combustiblealternativo.

• Número de horas anticipadas de operación poraño.

• Costo instalado del sistema CHP por kW decapacidad, eléctrica y térmica.

• La planta de cogeneración consistente en dosmotores de 1.920 kW cada uno, diseñada paraabastecer los consumos base de vapor de laindustria e inyectar los excedentes eléctricos alsistema de distribución público.

• El calor del circuito de alta temperatura delmotor provee el calor necesario para calentar elagua de reposición de las calderas y el agua deproceso.

Industria de alimentos - Chile

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WACC 10%

Inversión $2,730,925.00

VAN $383,376.31

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