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Agua y energía. Sinergia Hidroenergética (2/5)

Autor: Federico Guido
Curso:
7,50/10 (2 opiniones) |1602 alumnos|Fecha publicación: 29/01/2009
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Capítulo 9:

 Sinergia Hidroenergética. Cogeneración

7. Cogeneración

La gran ventaja de la cogeneración es la eficiencia energética que se puede obtener, entendiendo por tal la energía útil que se obtiene sobre la energía química primaria teórica del combustible utilizado. 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 en la atmósfera.

Este procedimiento tiene aplicaciones tanto industriales como en ciertos edificios singulares en los que el calor puede emplearse para "Calefacción", para "Refrigeración por absorción" y preparación de agua caliente sanitaria como por ejemplo grandes superficies de ventas, ciudades universitarias, hospitales, etc. Para ello se pueden emplear:

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.
* Turbina de gas
* Motor de combustión interna
* Pila de combustible
* Microturbinas
* Motores Stirling
* Ciclos Rankine con fluido orgánico

El aprovechamiento del calor residual que en otro tipo de instalaciones sólo se emplea parcialmente, hace que el rendimiento de las instalaciones de cogeneración sea notablemente superior; razón por la que actualmente se están fomentando este tipo de instalaciones. Otra modalidad de Cogeneración es la "Trigeneración", en la que se utiliza el calor residual en invierno para calefacción y en el verano para generar frío mediante el "Refrigeración por absorción" además de la "Energía eléctrica".

Una última 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, pero la factoría FORD en Almussafes, tiene un buen ejemplo de planta. Estos sistemas funcionan bien cuando la demanda de calor o frío es bastante estable, puesto que de no serlo, una de dos: o la generación de electricidad varía también acompasadamente o es necesario tener unos disipadores de calor para liberarse del calor sobrante cuando la demanda es escasa.

La cogeneración es un concepto que ha tomado carta de naturaleza. Aunque dista mucho de ser algo nuevo, una serie de cambios significativos legislativos y técnicos se han combinado para ofrecer a las industrias  de procedimientos, una posibilidad de lograr ahorros considerables de energía, reducir los costos de operaciones y lograr mayor independencia de las centrales generadoras.

La cogeneración, en términos básicos, es un sistema típico de cogeneración de ciclos superpuestos, una compañía quema combustible en una planta de calderas, convirtiendo agua en vapor, el cual fluye a una turbina para accionar un generador. La electricidad producida puede usarla la planta o venderla, usar parte y vender el resto. Debido a que el vapor que ha accionado el generador retiene mucha  de su energía, sigue usándose para calentar lo mismo que para otros usos prácticos industriales o comerciales.

El agua, volviendo eventualmente a su estado liquido, pasa de nuevo por tuberías a la caldera y resume el ciclo en el circuito cerrado. Así que el vapor hace un trabajo doble, efectuando una función mecánica lo mismo que una térmica. La cogeneración ofrece grandes posibilidades de reducir considerablemente el costo del calor de procedimientos y electricidad al usuario individual. Al producir electricidad y vapor al mismo tiempo, puede obtenerse del combustible un 20 al 40 % mas de energía. Expresado en otra forma, el consumo de combustible puede reducirse del 20 al  40%  en comparación con la generación de la electricidad y vapor requeridos en instalaciones distintas usando el mismo combustible.

Una serie de acontecimientos han impuesto una segunda revisión de las virtudes de la cogeneración. La situación de negocios de muchas centrales generadoras constituye un factor que mitiga la instalación de adiciones de capacidad de las estaciones centrales. Además, el desarrollo esperado en la eficiencia de las centrales generadoras según aumentan su tamaño, no se han materializado, contribuyendo mas al dilema de esta industria regulada. Como resultado, el aumento pronunciado en los costos de electricidad han sido un estimulo poderoso para los fabricantes para reevaluar las ventajas de la cogeneración. Hay también un mayor énfasis en el uso de combustibles de menor calidad y mas baratos en la cogeneración y  también en las centrales generadoras mas pequeñas.

Encarando la situación, la Corte Suprema de EUA recientemente fallo a favor de la ley federal, que robustece la economía de la cogeneración y la producción  en menor escala. En EUA, la Public Utilities Regulatory Policies Act, o PURPA, que regula la política de las centrales generadoras, dice que las centrales generadoras tienen que adquirir energía de cogeneradores a una tasa que refleje el  "costo evitado",es decir, los costos marginales que las centrales evitan comprando electricidad de un cogenerador mas bien que generándola. El " costo  evitado "  comprende dos componentes: un costo de "energía" (combustible) y un costo de "capacidad"  (inversión de capital).

Según los términos de PURPA, la central generadora tiene que comprar la energía cogenerada. PURPA requiere también que las centrales generadoras suministren energía de reserva y provean interconexiones. Existe  pues  un  "GRAN MERCADO POTENCIAL". Aunque  un  numero considerable de instalaciones de cogeneración operan actualmente, es extenso el potencial del mercado, tanto en EUA  como en otros países. Los países en desarrollo ofrecen buenas posibilidades por tener que conservar en el consumo de hidrocarburos y al mismo tiempo, generar mas electricidad. Para el año 2010 como el 20 % de requerimientos de energía en los EUA se producirán por cogeneración. Se requerirán unos 100 mil millones de dólares en equipos, materiales y servicios para diseñar y construir estas instalaciones.

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