Trabajo de Cogeneración

Autor: Alberto Olid Sampedro Página 0

Estudio de Viabilidad de

una Instalación de

Cogeneración.

Trabajo realizado por:

Olid Sampedro. Alberto,

Curso y Carrera:

2º de I. T. I. de Mecánica


Índice:

Análisis y descripción de la técnica,

su aplicación e interés para su desarrollo...………………………….………….….2

Estudio básico de consumos y costes

energéticos. ………………….…………….……………..2

Análisis de las alternativas posibles en

instalaciones de cogeneración. ………………….…………….…………...3

Estudio detallado, técnico y económico,

de la solución adoptada. ……………….………………….………4

Balance energético...…………………………………….……….…………….……5

Análisis financiero de la inversión.....................................................................6

Conclusiones................................................................................................................6


Análisis y descripción de la técnica, su aplicación e interés para su

desarrollo.

El edificio escogido para realizar el estudio de viabilidad para instalar un equipo de cogeneración es el

Instituto de Educación Secundaria Torreolvidada, localizado en Torredelcampo.

Con el equipo de cogeneración a instalar se tratará de aportar al edificio toda la electricidad que

consume, así como de obtener un aporte calorífico a fin de conseguir agua caliente y calefacción en las

aulas con un funcionamiento mínimo de la caldera de gasoil. Todo esto supondría un ahorro económico

para el centro escolar, que podría destinar el dinero a mejora de las infraestructuras, adquisición de

material escolar y/o didáctico…

Estudio básico de consumos y costes energéticos.

Para iniciar el estudio necesitamos conocer los consumos energéticos de electricidad y gasoil, así como

los costes que de ellos derivan y el tiempo que se utilizan ambas energías en un año:

Energía Eléctrica

Mes Punta (kWh) Llano (kWh) Valle (kWh) Total (kWh) Electricidad (€) Horas de trabajo

Octubre 740 3000 700 4440 528,15 120

Noviembre 760 3420 780 4960 637,86 210

Diciembre 640 2360 580 3580 700,88 248

Enero 840 3860 900 5600 544,89 248

Febrero 860 3680 1000 5540 786,24 280

Marzo 2980 1020 800 4800 776,14 248

Abril 2020 2760 1120 5900 716,35 150

Mayo 1800 2460 940 5200 882,61 93

Junio 1360 1980 800 4140 797,81 60

Julio 440 480 240 1160 658,36 31

Agosto 160 380 220 760 294,08 30

Septiembre 880 1800 600 3280 228,47 93

Total 13480 27200 8680 49360 7551,84 1811

Energía Térmica

Mes Gasoil (l) Gasoil (kWh) Gasoil (€) Horas de trabajo

Octubre 266 2422 161,16 120

Noviembre 465 4239 282,02 210

Diciembre 549 5006 333,06 248

Enero 549 5006 333,06 248

Febrero 620 5652 376,03 280

Marzo 549 5006 333,06 248

Abril 332 3028 201,45 150

Mayo 206 1877 124,90 93

Junio 132,9 1211 80,58 60

Julio 68,7 626 41,63 31

Agosto 66,5 606 40,29 30

Septiembre 206 1877 124,90 93

Total 4012 36559 2432,12 1811


Sabiendo que: )(

)()(

hTiempo

kWhConsumidaEnergíakWPotencia , podemos obtener la potencia

eléctrica y térmica que consume el instituto:

Potencia eléctrica: 27,3 kW

Potencia térmica: 20,2 kW

Análisis de las alternativas posibles en instalaciones de cogeneración.

Los medios de los que disponemos para conseguir suministrar electricidad y calefacción en el centro

escolar son: turbinas, intercambiadores de calor y motores de combustión interna.

Turbinas: Requieren un amplio espacio disponible dado su gran tamaño, lo cual las hace

inviables para este proyecto.

Intercambiadores de Calor: Únicamente ayudaría al aprovechamiento de la energía térmica

obtenida en el proceso de cogeneración pero este proyecto no está

dirigido a eliminar la caldera del centro escolar, por lo que no

instalaremos ninguno.

Motores de combustión interna: Generan energía eléctrica a partir de combustibles fósiles y su

tamaño es variable. Nos vemos forzados a usar un motor en

nuestra instalación al haber rechazado el generar energía eléctrica

mediante una turbina.

Tras esta descripción de las alternativas posibles para el equipo de cogeneración equipo podemos decir

que éste se compondrá, únicamente, de un motor de combustión interna de una potencia mayor o igual a

la potencia eléctrica consumida por el instituto. El motor seleccionado es el modelo Velmet, de la casa

GasPower, cuyas características son:

Combustible Potencia Eléctrica (kW) Potencia Calorífica (kW) Eficiencia Eléctrica (%) Eficiencia Térmica (%)

Gas Natural 30 65 0,30 0,65


Estudio detallado, técnico y económico, de la solución adoptada.

Una vez que conocemos las necesidades energéticas del instituto y tenemos un motor acorde a ellas,

procederemos a estudiar la energía que obtendremos con el equipo de cogeneración, así como el dinero

que genera la venta de la misma.

Energía producida por el motor:

Equipo de Cogeneración

Mes Energía Eléctrica (kWh) Energía Calorífica (kWh)

Octubre 3600 7800

Noviembre 6300 13650

Diciembre 7440 16120

Enero 7440 16120

Febrero 8400 18200

Marzo 7440 16120

Abril 4500 9750

Mayo 2790 6045

Junio 1800 3900

Julio 930 2015

Agosto 900 1950

Septiembre 2790 6045

Total 54330 117715

Dinero obtenido al vender la energía generada por el motor:


Mes Energía Eléctrica (kWh) Energía Calorífica (kWh)

Octubre 705,68 518,90

Noviembre 1234,94 908,07

Diciembre 1458,40 1072,39

Enero 1458,40 1072,39

Febrero 1646,58 1210,76

Marzo 1458,40 1072,39

Abril 882,10 648,62

Mayo 546,90 402,15

Junio 352,84 259,45

Julio 182,30 134,05

Agosto 176,42 129,72

Septiembre 546,90 402,15

Total 10649,85 7831,02


Balance energético.

Si comparamos estos datos con la energía consumida por el instituto y lo que le costabas comprarla

antes de cogenerar, podemos observar si el motor cumple los requisitos exigidos:

Balance energético y económico de la energía eléctrica:


Mes Superávit (kW) Superávit (€)

Octubre -840 -164,66

Noviembre 1.340 262,67

Diciembre 3.860 756,64

Enero 1.840 360,68

Febrero 2.860 560,62

Marzo 2.640 517,50

Abril -1.400 -274,43

Mayo -2.410 -472,41

Junio -2.340 -458,69

Julio -230 -45,08

Agosto 140 27,44

Septiembre -490 -96,05

Total 4.970 974,23

Balance energético y económico de la energía térmica:


Mes Superávit (kW) Superávit (€)

Octubre 5.378 357,74

Noviembre 9.411 626,05

Diciembre 11.114 739,33

Enero 11.114 739,33

Febrero 12.548 834,73

Marzo 11.114 739,33

Abril 6.722 447,18

Mayo 4.168 277,25

Junio 2.689 178,87

Julio 1.389 92,42

Agosto 1.344 89,44

Septiembre 4.168 277,25

Total 81.156 5398,90

Observamos que el motor seleccionado permite abastecerse al centro escolar de energía eléctrica y

térmica, así como vender la energía eléctrica excedente. Sin embargo, la energía térmica excedente es

demasiada, lo que supone un problema para nuestra instalación si no se consigue vender.


Análisis financiero de la inversión.

Antes de realizar un trabajo más pormenorizado sobre esta instalación, necesitamos conocer si el

proyecto es rentable, para lo que hemos de tener en cuenta diversos factores:

Coste de funcionamiento del motor: 5618,17 €

motordeleléctricaEficiencia

añounenmotorelporgeneradaeléctricaEnergíamotordelecombustibldelCoste

Coste de mantenimiento del motor: 532,49 €

100

5Pr añounenmotorelporgeneradaeléctricaEnergíaeléctricaenergíaladeecio

Esto supone un gasto de: 6150,67 €.

Contabilicemos ahora los beneficios obtenidos con la instalación de cogeneración:

Venta de energía eléctrica: 974,23 €

eléctricaenergíaladeSuperáviteléctricaenergíaladeecioPr

Ahorro en energía eléctrica y térmica: 9983,96 €

térmicaenergíaladeSuperáviteléctricaenergíaladeSuperávit

Que indica un beneficio de: 10958,19 €

El beneficio neto obtenido es el resultado de restar los gastos al beneficio calculado anteriormente:

Beneficio neto: 4807,52 €

Sabiendo que el coste de la inversión es de 6000 €/kW obtenemos el coste total de la inversión:

Inversión: 180000 €

Si ahora dividimos el coste de la inversión entre el beneficio neto, obtenemos los años que tardará en

amortizarse la instalación del equipo de cogeneración:

Periodo de Retorno de la Inversión: 37,44 Años.

Conclusiones.

A tenor de lo calculado, la instalación del equipo de cogeneración en el Instituto de Educación

Secundaria Torreolvidada no es viable pues, aparte del problema que ocasionaría para evacuar la energía

térmica excedente, tarda en pagarse 37 años, sin contar el coste de las, al menos, dos revisiones de

mantenimiento completas que habría que realizar cada 12 años aproximadamente.

Este resultado se debe, sin duda, a que el motor seleccionado es muy malo, algo que se adivina al

comprobar que su eficiencia eléctrica es muy baja, mientras que la térmica es muy alta.

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