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COGENERACIONELECTRICA

UNIDAD 1

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Cogeneración.- Son el conjunto de tecnologías aplicadas a la producción de energía térmica y eléctrica de forma simultánea, partiendo de un mismo combustible o fuente térmica.

La Cogeneración se ocupa de analizar la búsqueda de nuevas fuentes de energía útil, de modo que al combinarlas entre ellas, podamos obtener una mayor cantidad de energía disponible a partir de los recursos que obtenemos del medio ambiente, que como sabemos son limitados.

Cogeneración Eléctrica

{ {Planta de Cogeneración Aporta energía eléctrica Genera energía térmica

útil, en cualquiera de sus estados, bien por agua caliente, aire caliente, vapor u otro tipo de fluidos térmicos, lista para ser usada en otra parte del proceso.

Planta de producción eléctrica convencional

La única energía útil que aporta la planta de generación eléctrica es la electricidad.

“Toda Cogeneración debe cumplir el requisito de proporcionar energía térmica y eléctrica de forma simultánea”.

Evolución HistóricaDos aplicaciones claves en el desarrollo de la Cogeneración moderna.

Centrales de carbón.-Tras la instalación de las primeras centrales térmicas con caldera de carbón y turbina de vapor, en las zonas más al norte del planeta.

Combustible disponible barato.- El desarrollo y modernización en Norteamérica y Europa de las grandes acerías, y altos hornos

Agua caliente yCalefacción

SUMINISTRAR

Suministro eléctrico enorme y creciente, y además necesitaba vapor para los diferentes procesos internos.Por otro lado se disponía de combustible que se produce en el propio proceso de producción del acero que son los gases de batería de coque, y gas de acería.

Evolución HistóricaDos aplicaciones claves en el desarrollo de la Cogeneración moderna.

La solución estaba servida, las grandes acerías disponían de calderas de producción de vapor para el proceso, y de combustible barato, por lo que colocar una turbina de vapor para producir electricidad que consumía la propia planta, era una estrategia de bajar costos y aprovechamiento energético, ya que reducía el consumo de energía primaria, habitualmente procedente del carbón.

El siguiente evento que propició el desarrollo de la Cogeneración en todo el mundo fue la Crisis del Petróleo en la década de los 70’s.

El desarrollo de los motores alternativos, gracias al desarrollo de materiales más avanzados y de tecnología mejoradas lograron incrementar la potencia y rendimiento de este tipo de máquinas, al mismo tiempo que bajaba el costo de fabricación.

En la década de los 90’s con el desarrollo de las turbinas de gas, propulsado por los últimos estudios sobre materiales metálicos y cerámicos, que permitieron incrementar sustancialmente las temperaturas de combustión que eran posibles hasta el momento.

{ {Reducir las emisiones CO2

Reducir la dependencia de las energía de origen fósil

Obliga a promocionar las tecnologías de producción de energía eléctrica por medio de fuentes renovables y a reducir el consumo de energía primaria.

Compromisos de países industrializados

Cogeneración Eléctrica

Energías Renovables

Son las dos vías de

actuación para conseguir los objetivos de reducción de emisiones de

CO2

{ La mayor

eficiencia energética

Principales característicasde una Instalación de Cogeneración

Reducción de los gases de emisión

Reducción de gases tóxicos y contaminantes (NOx, CO, y partículas sólidas)

Reducción de los gases de efecto invernadero (CO2 principalmente)

{ La gran diversidad

de tecnologías y procesos

Principales característicasde una Instalación de Cogeneración

Utilización de gran número de combustibles diferentes

Diversificación al sistema energético reduciendo la dependencia de un único producto fósil como es el Petróleo.

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Aumenta la garantía del suministro eléctrico.

Promoción de cientos de empresas, el aumento en investigación y desarrollo y la enorme creación de puestos de trabajo que lleva a cabo.

Principales característicasde una Instalación de Cogeneración

10 Térmicas Nucleares

2000 pequeñas

instalaciones

Calidad y Seguridad

Problema asumible

10 MW

Problema

2000 MW

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Tamaño inferior a 10 MW y con casos excepcionales que los superan

Disponibilidad: la producción eléctrica está supeditada a las necesidades térmicas del proceso y no a la necesidad eléctrica.

Inversión económica: por cada MW de potencia eléctrica instalada, es muy alta

Espacio y localización: Especiales características de seguridad, emisiones y ruido, deben ser instaladas a una distancia mínima del núcleo habitado más cercano.

Recursos humanos disponibles: Precisan para su operación y mantenimiento de profesionales con alto grado de formación.

LIMITACIONES DE LA COGENERACION

{ {Combustibles renovables

Biogás Biodiesel Bioetanol Biomasa

Combustibles de origen fósil Gasoil Gas natural Gas propano Fuel oil Carbón

Combustibles utilizados en la Cogeneración

El mayor rendimiento económico se logra principalmente cuando se consume un combustible que esté disponible dentro del proceso industrial, y que no sea comercializable por otras vías.

Principales contaminantes presentes en los gases de escape, se producen durante la combustión

CO Monóxido de carbono.- Procedente de inquemados en el combustible principal.

SO2 Dióxido de azufre.- produce corrosión al formar H2SO4, ácido sulfúrico, y en contacto con las capas altas de la atmósfera provoca “lluvia ácida”

NOx óxidos de nitrógeno.- estos gases están declarados como peligrosos para la salud.

CO2 Dióxido de carbono.- Es un gas prácticamente inerte, pero fue introducido en la legislación a partir del Tratado de Kioto, debido a su comportamiento como gas de “efecto invernadero”.

INSTALACIONES DE APROVECHAMIENTO TERMICO, EN PLANTAS DE GENERACION ELECTRICA

TIPO ESPECIAL DE INSTALACION DE COGENERACION

Aprovechamiento térmico Central Térmica

Calor de condensación de su ciclo

cerrado

Vapor de baja presión

Para procesos

industriales

Para climatizació

n

Energía Eléctrica

Producción de energía eléctrica

Cogeneración

LA EFICIENCIA ENERGETICA de una Cogeneración eléctrica es potencialmente más alta cuanto menor sea la temperatura de utilización de la energía térmica. (Temperaturas Bajas de entre 70 y 80°C).

{ La obtención simultánea de agua

caliente, es decir calor, climatización, es decir frío, y electricidad, ha dado en denominar a las instalaciones de Cogeneración que utilizan este sistema de “trigeneración”.

INSTALACIONES DE TRIGENERACION

GENERACION DE FRIO POR ABSORCION DE CALOR

Máquina de absorción de calor: máquina clave en la rentabilización de instalaciones de cogeneración cuando se pretende obtener agua caliente, calefacción durante el invierno y frío durante el verano.