Cogeneración


Cogeneración
Una planta de cogeneración de 250 MW en Cambridge, Massachusetts

La cogeneración es el procedimiento mediante el cual se obtiene simultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil (vapor, agua caliente sanitaria). Si además se produce frío (hielo, agua fría, aire frío, por ejemplo) se llama trigeneración.

La ventaja de la cogeneración es su mayor eficiencia energética ya que se aprovecha tanto el calor como la energía mecánica o eléctrica de un único proceso, en vez de utilizar una central eléctrica convencional y para las necesidades de calor una caldera convencional.

Al generar electricidad mediante una dinamo o alternador, movidos por un motor térmico o una turbina, el aprovechamiento de la energía química del combustible es del 25% al 40% solamente, y el resto debe disiparse en forma de calor. Con la cogeneración se aprovecha una parte importante de la energía térmica que normalmente se disiparía a la atmósfera o a una masa de agua y evita volver a generarla con una caldera. Además evita los posibles problemas generados por el calor no aprovechado.

La eficiencia de la planta se puede medir mediante unos coeficientes: el FUE, factor de uso de energía, que es el cociente de la energía eléctrica generada, más el calor útil, entre el calor aportado al MCIA. Y el RCE, relación calor/electricidad, que es el cociente entre el calor útil o aprovechable, y la potencia eléctrica generada por el MCIA. El 1º es el más importante ya que nos da una idea del rendimiento global de la instalación.

Este procedimiento tiene aplicaciones tanto industriales como en ciertos grandes edificios en los que el calor puede emplearse para calefacción, para refrigeración (mediante sistemas de absorción) y preparación de agua caliente sanitaria como por ejemplo grandes superficies de ventas, ciudades universitarias, hospitales, etc.

Aunque es difícil acoplarlo a viviendas particulares (lo cierto es que cada vez existen más instalaciones, denominándose especificamente microcogeneración), es mucho más favorable realizar instalaciones grandes, como en las de calefacción urbana.

Contenido

Regulación

El proceso de cogeneración tiene un reparto más o menos fijo entre producción eléctrico/mecánica y calor. Como las necesidades de ambas energías pueden variar de forma diferente es frecuente que haya un excedente de alguna de ellas.

La energía de cogeneración se incluye en el Régimen Especial de energía que le permite utilizar la cogeneración para proveerse de todo el calor que necesite e inyectar en la red eléctrica la energía eléctrica que no necesite a una tarifa fija. De esta forma se evita que otra central produzca esa energía de forma menos eficiente.

Trigeneración y otros

Artículo principal: Trigeneración

Hay una ampliación del concepto de cogeneración que permite disponer aparte del calor y la energía mecánica/eléctrica habituales, frío a partir de calor residual.

Es posible obtener frío a partir de una fuente de calor mediante sistemas de absorción. Como resultado se obtiene eficiencia mayor: en la mayoría de los climas, la calefacción no es necesaria más que unos meses al año, mientras que con la trigeneración se utiliza el sistema también la estación cálida, lo que mejora (disminuye) el tiempo de amortización del sistema.

Un sistema de refrigeración por absorción necesita una temperatura de uno 80°C para funcionar, del que se obtiene el agua de descarga a unos 40º o 50 °C y el agua de refrigeración a unos 0º a 4º C.

Hay otro modos de maximizar el concepto de cogeneración.

En invernaderos se pueden reaprovechar los gases del sistema de cogeneración, previamente tratados con un catalizador como fertilización carbónica.

Otra modalidad es la denominada Tetrageneración, en la que además de las tres formas de energía anteriores se genera simultáneamente energía mecánica aprovechable por ejemplo, para generar Aire comprimido. En España hay pocos ejemplos de tetrageneración, salvo casos como la factoría FORD en Almusafes, que es un buen ejemplo.

Maquinaria utilizada para instalaciones de cogeneración

  • Turbina de vapor
    • Turbinas de vapor a contrapresión: cuando el volumen de vapor necesario para los servicios auxiliares es igual que el de la turbina.
    • Turbinas de vapor con toma intermedia, cuando sólo una parte del vapor de la turbina es necesario para los servicios auxiliares.
  • Microturbinas
  • Motores Stirling

Véase también

Enlaces externos


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