Definición de cogeneración (CHP) - Tipos de centrales de cogeneración

La cogeneración o CHP (combined heat and power) es la utilización de un motor térmico para generar tanto calor como electricidad simultáneamente. En general, las centrales térmicas, así como los motores térmicos, no transforman la energía existente en energía eléctrica. La mayoría de los motores desperdician la mitad de la energía principal debido al calor sobrante. Al capturar el calor sobrante, la cogeneración de calor y electricidad utiliza el calor que se desperdiciaría en una central eléctrica estándar, alcanzando potencialmente una eficiencia total que oscila entre el 80 y el 95%, en contraste con el 40% como máximo de las centrales eléctricas estándar. Esto significa que hay que utilizar poco combustible para producir la misma cantidad de energía necesaria. Debido a su gran capacidad de eficiencia energética, la cogeneración se considera el principal proveedor para la mejora del cambio climático, ya que presenta beneficios razonables y constantes en el suministro de energía. Este artículo ofrece una visión general de la cogeneración y sus tipos.

¿Qué es la cogeneración?

El término Cogeneración o CHP (combined heat and power) puede definirse como la combinación de dos energías, calor y electricidad, utilizada para generar corriente y calor. Se trata de un tipo de alteración energética extremadamente eficiente, que puede conseguir un 40% de ahorro energético principal si lo comparamos con la adquisición por separado de electricidad de la red nacional y de una caldera de gas destinada a la calefacción in situ. Las plantas de cogeneración suelen estar situadas cerca del consumidor, por lo que se reducen las pérdidas de transporte y distribución, y se mejora el rendimiento de la transmisión y distribución de la electricidad. Para los consumidores de electricidad en los que la seguridad del suministro es un factor importante para su selección de energía, la fabricación de aparatos y el gas son abundantes. Los sistemas de cogeneración basados en el gas son preferiblemente adecuados como centrales eléctricas cautivas.

Componentes de la cogeneración

Los componentes fundamentales de un sistema de cogeneración son los siguientes

• El motor principal es un motor utilizado para hacer funcionar el generador.
• Sistema de combustible
• El generador se utiliza para generar electricidad desde el sistema de distribución de energía hacia el edificio
• El Sistema de Recuperación de Calor se utiliza para recoger el calor utilizable de la locomotora (motor).
• Sistema de refrigeración para disipar el calor rechazado de la locomotora que no se puede mejorar
• Sistemas de aire de combustión y ventilación para suministrar aire limpio y transportar los gases residuales que salen del motor,
• El sistema de control se utiliza para mantener un funcionamiento seguro y competente
• El recinto se utiliza para conseguir la protección del motor y de los maquinistas, y también para reducir el ruido.

Tipos de centrales de cogeneración

Básicamente, los tipos de centrales de cogeneración se clasifican en función del proceso de funcionamiento y de la serie de utilización de la energía. Por tanto, los tipos de sistemas de cogeneración son de ciclo superior y de ciclo inferior.

Un Ciclo de Topping

En este tipo de central eléctrica, si el combustible suministrado se utiliza primero para generar energía, después en el procedimiento se genera energía térmica. Esta energía se utiliza principalmente para satisfacer el calor de proceso o para otros suministros térmicos. Este tipo de cogeneración es el más popular y el más utilizado. Las centrales de ciclo superior se clasifican básicamente en cuatro tipos.

Planta de cogeneración de ciclo combinado

Una planta de cogeneración de ciclo combinado se compone principalmente de un motor diésel, o bien de una turbina de gas que genera energía eléctrica o potencia mecánica seguida a través de un sistema de mejora del calor que sirve para generar vapor y acciona una turbina de vapor resultante.

Planta de cogeneración con turbina de vapor

La planta de cogeneración con turbina de vapor se utiliza para generar energía eléctrica y vapor de proceso a través de la quema de carbón para generar vapor de alta fuerza, que posteriormente es acordado por una turbina de vapor para generar la energía requerida, y luego el vapor de escape se utiliza como vapor de procedimiento de baja fuerza para calentar el agua destinada a 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 que fluye a través de un sistema de recuperación de calor para producir vapor de otro modo agua caliente para la calefacción de la brecha.

Turbina de gas

En esta planta de cogeneración con turbina de gas, se utiliza una turbina de gas normal para accionar un generador para la generación de electricidad. Los gases de escape de la turbina se alimentan mediante una caldera de recuperación de calor para generar calor de proceso y vapor.

Sistema de ciclo de fondo

En una planta de cogeneración de ciclo de fondo, el combustible principal se utiliza para generar energía térmica a alta temperatura. El calor desechado en este método se utiliza después para generar energía mediante una caldera de recuperación y un turbogenerador. Hoy en día, este tipo de plantas se utiliza mucho en el proceso de fabricación que necesita calor a altas temperaturas en las calderas, así como rechaza el calor a muy alta temperatura. Aunque se utilizan en industrias como la del cemento, acero, cerámica, petroquímica, gas, etc. Las plantas de ciclo de fondo no son frecuentes y no son aplicables a las plantas de ciclo de tope.

Necesidad de la cogeneración

La necesidad de la Cogeneración incluye lo siguiente:

• La cogeneración reduce el precio de fabricación y mejora la producción.
• La eficiencia de la planta puede progresar.
• Ayuda a conservar la utilización del agua, así como el coste del agua.
• Se utiliza para reducir la emisión al aire de materiales específicos como el mercurio, el dióxido de azufre y el dióxido de carbono, ya que de lo contrario se produciría el efecto invernadero.
• Estos sistemas son poco costosos si los comparamos con las centrales eléctricas habituales.

Cómo elegir un sistema de cogeneración

Hay muchos factores que se tienen en cuenta al seleccionar el sistema de cogeneración.

• Adaptación de la carga eléctrica
• Adaptación de la carga térmica
• Adaptación de la carga eléctrica a la base
• Adaptación de la carga base-térmica
• Relación calor-potencia
• La calidad de la energía térmica necesaria
• Esquemas de carga
• Combustibles existentes

¿Cuándo debemos considerar la cogeneración?

• Debe considerarse siempre cuando:
• Diseñar un nuevo edificio
• Instalación de una nueva caldera
• Sustitución o renovación de la instalación existente
• Revisar el suministro eléctrico
• Combustible de energía primaria
• Elemento motor proveedor de trabajo mecánico al eje

Así pues, esto es todo sobre la Cogeneración y sus tipos, y la aplicaciones de la cogeneración en plantas de energía, principalmente en una amplia gama de sectores: tratamiento de aguas residuales, militar, industrial, centros de datos, ocio, hoteles, hospitales, prisiones, centros educativos, horticultura, urbanizaciones mixtas, etc. Aquí tienes una pregunta, ¿dónde se encuentra la planta de cogeneración de linden?