Este post es para cualquiera que se haya preguntado qué es una planta de cogeneración o cómo funciona.
También conocido como cogeneración, el término cogeneración describe la generación simultánea de energía eléctrica y calor utilizable a partir de una única fuente de energía primaria, a menudo gas natural o biocombustibles.,
Existen varias definiciones de sistemas de cogeneración, pero en general, el término se aplica cuando una sola fuente de combustible produce dos o más formas de energía. La cogeneración también se denomina a veces energía reciclada.
¿cómo funciona una planta de cogeneración?
cuando una central eléctrica genera electricidad, produce calor. Si la planta libera ese calor al medio ambiente como escape, representa un enorme desperdicio de energía. La mayor parte de ese calor puede ser capturado y utilizado para otros fines. Cuando se produce esa reutilización del calor, la central eléctrica funciona como un sistema de cogeneración.,
el proceso de cogeneración puede aumentar la eficiencia energética general, con sistemas típicos que van del 65 al 90 por ciento. Las empresas que utilizan cogeneración pueden reducir los costos operativos y aumentar su autosuficiencia al tiempo que reducen las emisiones de gases de efecto invernadero y los contaminantes.
la historia detrás de CHP
El concepto de Producción combinada de calor y electricidad no es nuevo., Europa y los Estados Unidos utilizaron formas de cogeneración desde 1880 hasta 1890. Durante esos años, muchas industrias utilizaron sus propias plantas de energía operadas con carbón para generar la electricidad que alimentaba sus molinos, fábricas o minas.
el vapor que se producía como subproducto se utilizaba como energía térmica para diversos procesos industriales o para calentar el espacio.
Thomas Edison diseñó y construyó la primera planta de energía comercial en los Estados Unidos en 1882 y resultó ser una planta de cogeneración., El subproducto térmico de la estación de Pearl Street de Edison en Nueva York se distribuyó como vapor a los fabricantes locales y también calentó edificios cercanos.
El aumento y la caída del uso de cogeneración
a principios de la década de 1900, los sistemas de cogeneración produjeron aproximadamente el 58 por ciento de la energía eléctrica total en el sitio generada en plantas industriales en los Estados Unidos.ese porcentaje se desplomó a solo el 5 por ciento en 1974, según «cogeneración: tecnologías, optimización e implementación», editado por Christos A. Frangopoulos.
hubo muchas razones para esa fuerte disminución.,
la electricidad de las redes centrales de energía se hizo más confiable y más barata de comprar y el combustible, como el gas natural, se hizo disponible a bajo costo, haciendo que las centrales eléctricas de carbón de propiedad privada fueran menos deseables. Además, el Gobierno aumentó el número y el alcance de las normas y restricciones relativas a la generación de electricidad.
sin embargo, cuando los costos del combustible se dispararon en 1973 y aumentó la conciencia de los efectos nocivos de la contaminación, la cogeneración volvió a ser muy relevante.
¿por qué utilizar la cogeneración?
el uso de la cogeneración tiene varios beneficios., Las principales razones para utilizar la cogeneración son ahorrar energía y costes mediante la reducción del consumo de combustible. Por ejemplo, en el Reino Unido, los usuarios actuales de cogeneración ahorran el 20 por ciento de sus costos de energía.
con la cogeneración, cuando la energía del combustible se convierte en energía mecánica o eléctrica, la mayor parte del calor que se libera no se desperdicia. Se necesita menos combustible para generar la misma cantidad de trabajo útil que produciría una planta de energía convencional.,
que el uso reducido de combustible tiene varios beneficios, incluyendo:
- menores costos de combustible
- necesidades reducidas de almacenamiento y transporte de combustible
- Reducción de emisiones: la cogeneración es una de las formas más rentables de reducir las emisiones de carbono
- Menos desgaste en la maquinaria Debido a la menor exposición a contaminantes
otro beneficio es la seguridad.
la cogeneración se considera una fuente de alimentación segura, ya que proporciona energía independiente que no depende de una red eléctrica municipal., Una empresa que utiliza cogeneración puede operar fuera de la red o complementar fácilmente para satisfacer un aumento en las demandas de energía.
la experiencia en ingeniería de cogeneración de Vista abarca desde diseños de cogeneración» micro » que pueden generar entre 5-10 MW de potencia hasta instalaciones de cogeneración mucho más grandes.
Qué es una planta de cogeneración: los elementos básicos
en el nivel más básico, una planta de cogeneración típica tiene un generador de electricidad y un sistema de recuperación de calor.,
Aquí hay algunos elementos básicos de una configuración de CHP:
- motores principales: convierte el combustible en calor y energía eléctrica que se puede usar para generar energía mecánica. Ejemplos de motores principales incluyen turbinas de gas y motores alternativos
- generador eléctrico: convierte la energía mecánica en energía eléctrica
- Sistema de recuperación de calor: captura el calor del motor principal
- intercambiador de calor: se asegura de que el calor capturado se ponga en uso
¿qué combustibles se utilizan en las plantas de cogeneración?,
se puede utilizar una variedad de combustibles en las plantas de cogeneración, incluyendo:
- gas natural
- diesel
- gasolina
- carbón
- biocombustibles
el uso de biocombustibles en la cogeneración generalmente incluye recursos renovables, como los gases residuales de los vertederos y los residuos sólidos de la agricultura.,
dos tipos amplios de sistemas de cogeneración
- plantas de ciclo de Topping: un sistema de ciclo de topping comienza con la generación de electricidad
- plantas de ciclo de Bottoming: la generación de calor es primero — el calor residual produce vapor que luego se utiliza para generar electricidad
Las plantas de ciclo de Bottoming se encuentran en industrias que utilizan hornos de muy alta temperatura. Son menos comunes que las plantas de ciclo de cobertura en parte porque es más fácil vender el exceso de electricidad.
¿quién puede utilizar la cogeneración?
el sector industrial tiene una necesidad masiva de calor y electricidad., Algunas industrias utilizan principalmente calor, como los fabricantes de metales, mientras que algunas utilizan principalmente electricidad. Otras industrias requieren calor y electricidad en proporciones variables.
cada escenario puede beneficiarse de un sistema de energía reciclada. Una fábrica que requiere más electricidad que calor puede vender el calor a una empresa de servicios públicos y el exceso de electricidad se puede vender de manera similar.
Las plantas de cogeneración tienen tres categorías de tamaño:
- Pequeñas: muchas plantas pequeñas de cogeneración en los EE.UU. y Canadá son operadas por el ejército, universidades y empresas que no son de servicios públicos., Lo que comparten son altas demandas de uso de energía, así como una necesidad imperiosa de fuentes de energía confiables y autosuficientes. Un artículo de Scientific American cita a una compañía de redes de computadoras que ahorra alrededor de US 3 300,000 al año en costos de energía debido a su uso de cogeneración.
- Medium: el mercado está creciendo para los sistemas de cogeneración de mediana escala. La escala media se define como unidades que generan de 50 a 500 kW de potencia, según» cogeneración: Guía del usuario», de David Flin. Los sectores que requieren altas cargas de calor y energía, como hospitales y hoteles, entran en esta categoría.,
- Large: existen grandes plantas de cogeneración en campos de uso intensivo de energía, como refinerías de petróleo e instalaciones de procesamiento de alimentos. Estos pueden producir 500 kW o más en energía.
Vista Projects tiene una amplia experiencia en el diseño y optimización de sistemas combinados de calor y energía en diversas industrias y sectores.
cuando se dan las condiciones adecuadas, tiene sentido utilizar la cogeneración. Es una forma confiable y eficiente de proporcionar energía en el sitio que es beneficiosa económica y ambientalmente.