Los tipos de plantas de cogeneración eléctrica
La cogeneración, CHP (Combined Heat and Power) es la utilización de un motor térmico para producir calor y electricidad simultáneamente.
En general, las centrales térmicas, así como los motores térmicos, no transforman la energía existente en eléctrica. La mayoría de los motores desperdician la mitad de la energía principal debido al exceso de calor.
A partir de la captura de estas cantidades, el calor y la potencia combinados utilizan el calor que se desperdicia en una central eléctrica estándar, logrando alcanzar un rango de eficiencia total de 80 a 95 por ciento, lo que contrasta con el máximo de 40 por ciento en las centrales regulares.
Esto significa que se utilizará poco combustible para producir la misma cantidad de energía requerida.
Debido a la alta capacidad en eficiencia energética, se considera que la cogeneración es el proveedor principal para revertir el cambio climático, ya que presenta beneficios razonables y consistentes en el suministro de energía. A continuación, hacemos una descripción general de este sistema, así como los tipos de plantas de cogeneración que existen:
Componentes de la cogeneración
Los componentes fundamentales de un sistema combinado de calor y energía incluyen lo siguiente:
- El motor principal, usado para hacer funcionar el generador.
- El sistema de combustible.
- El generador, que se utiliza para producir electricidad desde el sistema de distribución de energía hacia el edificio.
- El sistema de recuperación de calor, que se utiliza para recoger el calor utilizable del motor.
- El sistema de enfriamiento, que sirve para disipar el calor que es rechazado de la locomotora y que no puede aprovecharse.
- Los sistemas de aire de combustión y ventilación, que sirven para suministrar aire limpio y transportar los gases residuales que salen del motor.
- El sistema de control, que se usa para mantener una operación segura y competente.
- El gabinete, que se utiliza para lograr la protección del motor, así como la de los maquinistas, y también para reducir el ruido.
Tipos de plantas de cogeneración
Básicamente, los tipos de plantas de cogeneración se clasifican según el proceso operativo y las series de utilización de energía. Por lo tanto, los tipos de sistemas de cogeneración son: de ciclo superior (topping cycle) e inferior (bottoming cycle).
De ciclo superior
En este tipo de central eléctrica, si el combustible suministrado se usa primero para generar energía, después produce energía térmica durante el procedimiento. Esta energía se utiliza principalmente para satisfacer el calor del proceso, así como de otros suministros térmicos.
Este tipo de planta cogeneración es el sistema más popular y utilizado. Las plantas de energía de un ciclo superior se clasifican en estas cuatro:
Planta de cogeneración de ciclo combinado
Una planta de cogeneración de ciclo combinado comprende principalmente un motor diésel, así como una turbina de gas que genera energía eléctrica o mecánica conducida a través de un sistema de mejora de calor, el cual es útil para producir vapor e impulsar una turbina con el resultante.
Planta de cogeneración de turbina de vapor
La planta de cogeneración de turbina de vapor se utiliza para generar energía eléctrica y procesar vapor.
Esto se hace a través de la combustión de carbón para generar vapor de gran fuerza, que luego se conduce por una turbina para generar la energía requerida; luego, el vapor sobrante se utiliza como procedimiento de baja fuerza para calentar masas de agua que sirven para una variedad de propósitos.
Motor de combustión interna
Una planta de cogeneración con motor de combustión interna incluye una cubierta de agua del sistema de refrigeración, la cual circula a través de un sistema de recuperación de calor orientado a producir vapor, que de otro modo sería agua caliente para calentar el hueco.
Turbina de gas
En esta planta de cogeneración de turbina de gas se utiliza una normal para impulsar un generador empleado para producir electricidad. Se suministra el escape de la turbina mediante un boiler de recuperación de calor que sirve para generar calor procesado y vapor.
Lee también: 8 inspecciones en transformadores que deben realizarse periódicamente
De ciclo inferior
En una planta de cogeneración de ciclo inferior, el combustible principal se utiliza para generar energía térmica a alta temperatura. El calor desechado en este método se emplea luego para generar energía por medio de un bóiler de recuperación y un generador de turbina.
Actualmente, este modelo de plantas se utiliza bastante en procesos de manufactura, que al mismo tiempo que ocupan calor en boilers a muy altas temperaturas y lo rechazan en temperaturas igual de elevadas.
Aunque se utilizan en industrias como la del cemento, acero, cerámica, petroquímica, del gas, etc., estos tipos de plantas de cogeneración no son muy usuales, ni aplicables para las de ciclo superior.
Necesidades que satisface la cogeneración
La cogeneración permite lo siguiente
- Reducir el precio de fabricación y mejorar la producción.
- Progresión de la eficiencia de la planta.
- Ayudar a conservar la utilización del agua, así como el costo de esta.
- Reducir la emisión de materiales tóxicos como mercurio, dióxido de azufre, dióxido de carbono, pues de otro modo se estaría propiciando el efecto invernadero.
- Ahorro de dinero, ya que estos sistemas son económicos si los comparamos con las centrales eléctricas habituales.
Cómo seleccionar el sistema de cogeneración
Existen muchos factores que debemos tomar en consideración al seleccionar el sistema de cogeneración:
- Igualación de carga eléctrica.
- Igualación de carga térmica.
- Ajuste de carga base-eléctrica.
- Ajuste de carga de base-térmica.
- Relación calor/energía.
- La calidad de la energía térmica requerida.
- Esquemas de carga.
- Combustibles existentes.
¿Cuándo debemos considerar la cogeneración?
Siempre se debe considerar en las siguientes instancias:
- El diseño de un nuevo edificio.
- La instalación de una nueva planta de boilers.
- Reemplazo o la remodelación de la planta existente.
- Revisión del suministro eléctrico.
Los distintos tipos de plantas de cogeneración pueden ayudar a una amplia gama de sectores: tratamiento de aguas residuales, instalaciones militares, industriales, centros de datos, entretenimiento, hoteles, hospitales, cárceles, establecimientos de educación, horticultura, desarrollos mixtos, etc.
Fuente: ELPROCUS
