DISTRICT HEATING A PARTIR DE BIOMASA. Copyright Xavier Gil - LSOLE, S.A. -

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1 DISTRICT HEATING A PARTIR DE BIOMASA

2 1 2 3 INTRODUCCIÓN AL DISTRICT HEATING EJEMPLOS EN FUNCIONAMIENTO POR QUÉ BIOMASA. VENTAJAS PARA TODOS: Medioambientales / Sociales / Económicas 4 5 Ayuntamiento / Promotor / Clientes (Usuarios) / Operador del Sistema PARAMETROS DE DISEÑO DE UN DISTRICT HEATING ORC: GENERACIÓN CONJUNTA ELECTRIDAD - CALOR

3 1 2 3 INTRODUCCIÓN AL DISTRICT HEATING EJEMPLOS EN FUNCIONAMIENTO POR QUÉ BIOMASA. VENTAJAS PARA TODOS: Medioambientales / Sociales / Económicas 4 5 Ayuntamiento / Promotor / Clientes (Usuarios) / Operador del Sistema PARAMETROS DE DISEÑO DE UN DISTRICT HEATING ORC: GENERACIÓN CONJUNTA ELECTRIDAD - CALOR

4 PLANTA DE GENERACIÓN USUARIOS RED DE TUBERÍAS PREAISLADAS

5 DISTRICT HEATING Red de distribución de calor de planta de biomasa a viviendas

6 Esquema Intercambiador Interior Vivienda Contador de consumo de calor (kwh)

7 Intercambiadores de tipo instantáneo

8 Intercambiadores de tipo acumulación ACS

9 Caldera pirotubular Multiciclones Horno Combustión Descarga de biomasa Cenizas Horno-caldera de biomasa

10 Descarga del equipo compacto sobre plataforma. Posibilidad de instalación en el exterior

11 Vista interior de horno con parrilla móvil refrigerada por agua

12 Red de distribución de calor mediante agua caliente

13 Simulación previa de implantación

14 1 2 3 INTRODUCCIÓN AL DISTRICT HEATING EJEMPLOS EN FUNCIONAMIENTO POR QUÉ BIOMASA. VENTAJAS PARA TODOS: Medioambientales / Sociales / Económicas 4 5 Ayuntamiento / Promotor / Clientes (Usuarios) / Operador del Sistema PARAMETROS DE DISEÑO DE UN DISTRICT HEATING ORC: GENERACIÓN CONJUNTA ELECTRIDAD - CALOR

15 MOLINS DE REI (BARCELONA) 1999

16 CARACTERISTICAS DISTRICT HEATING MOLINS DE REI (BARCELONA): 695 pisos conectados al servicio de distribución de calor para agua caliente sanitaria y calefacción. Un sistema horno - caldera de parrilla móvil de 4 MW. Consumo de tn/año de biomasa. Red de tuberías de distribución de 5 km. Sistema auxiliar con calderas de gas natural.

17 DISTRICT HEATING OVIEDO 2008 Cooperativa de propietarios Alfonso II (Oviedo ciudad) 435 viviendas conectadas al servicio de distribución de calor para agua caliente sanitaria y calefacción. Un sistema de 2 calderas de kw (Sótano de edificio) Consumo de tn/año de biomasa.

18 S PERE TORELLÓ (BARCELONA)

19 CARACTERISTICAS DISTRICT HEATING SANT PERE TORELLÓ: 516 usuarios conectados al servicio de distribución de calor (doméstico + industrial) para agua caliente sanitaria y calefacción. Un sistema horno - caldera de parrilla móvil de 5,81 MW. Red de tuberías de distribución de 14 km. Entre y tn/año de consumo de biomasa.

20 INSTALACIONES INDIVIDUALES VS CENTRALIZADAS EN EUROPA EN EL MERCADO RESIDENCIAL

21 1 2 3 INTRODUCCIÓN AL DISTRICT HEATING EJEMPLOS EN FUNCIONAMIENTO POR QUÉ BIOMASA. VENTAJAS PARA TODOS: Medioambientales / Sociales / Económicas 4 5 Ayuntamiento / Promotor / Clientes (Usuarios) / Operador del Sistema PARAMETROS DE DISEÑO DE UN DISTRICT HEATING ORC: GENERACIÓN CONJUNTA ELECTRIDAD - CALOR

22 Los sistemas DISTRICT HEATING pueden: Utilizar fuentes energéticas diversas y excedentes de calor. Abarcar desde un número limitado de viviendas hasta zonas metropolitanas enteras. Suministrar calor para calefacción y agua caliente sanitaria (ACS) e incluso frío para refrigeración DISTRICT HEATING AND COOLING. Las plantas de generación de calor (y/o frío) pueden a su vez producir energía eléctrica TRIGENERACIÓN. Mayor rendimiento obtenido por factor escala elevada eficiencia energética y ahorro de energía primaria.

23 BIOMASA en DISTRICT HEATING. VENTAJAS Ventajas medioambientales: Balance neutro de CO2. Suministro directo de la energía al usuario Eliminación de riesgos en el interior de los edificios (explosión, almacenaje de combustibles...). Fomento del empleo local: Trabajo directo e indirecto. Desarrollo del medio rural: Inversiones. Fijación de la población.

24 BIOMASA en DISTRICT HEATING. VENTAJAS Ventajas económicas : Uso de biomasa para climatización de viviendas Calificación de eficiencia energética máxima (clase A). Acceso a ayudas directas en la promoción de viviendas protegidas (VPO): de RD 2006/2008 de 12 de diciembre: Plan Estatal de Vivienda y Rehabilitación Independencia de los mercados internacionales de combustibles fósiles.

25 1 2 3 INTRODUCCIÓN AL DISTRICT HEATING EJEMPLOS EN FUNCIONAMIENTO POR QUÉ BIOMASA. VENTAJAS PARA TODOS: Medioambientales / Sociales / Económicas 4 5 Ayuntamiento / Promotor / Clientes (Usuarios) / Operador del Sistema PARAMETROS DE DISEÑO DE UN DISTRICT HEATING ORC: GENERACIÓN CONJUNTA ELECTRIDAD - CALOR

26 VENTAJAS PARA EL AYUNTAMIENTO: Descuentos en el suministro energético en equipamientos. Ventajas medioambientales (balance neutro de emisiones) y sociales (desarrollo local) asociadas al uso de biomasa como fuente primaria. Posibilidad de cerrar el ciclo de la poda urbana mediante el envío a planta. Proporcionar a los ciudadanos una energía más económica, segura y con fiabilidad garantizada. Modelo de ciudad sostenible

27 VENTAJAS PARA LOS CLIENTES (USUARIOS): Descuentos garantizados en el suministro energético respecto a las energías convencionales. Calidad de servicio garantizada. Seguridad: edificio libre de canalizaciones de combustible y sistemas de generación. Proporcionar a los ciudadanos una energía más económica, segura y con fiabilidad garantizada. Control del sistema y del consumo individual.

28 VENTAJAS PARA LOS PROMOTORES: Ahorro en la inversión inicial: No inversión en instalaciones de generación. No necesaria la instalación de solar térmica: Posibilidad de otros usos en cubierta. Ahorro de unos por vivienda.

29 1 2 3 INTRODUCCIÓN AL DISTRICT HEATING EJEMPLOS EN FUNCIONAMIENTO POR QUÉ BIOMASA. VENTAJAS PARA TODOS: Medioambientales / Sociales / Económicas 4 5 Ayuntamiento / Promotor / Clientes (Usuarios) / Operador del Sistema PARAMETROS DE DISEÑO DE UN DISTRICT HEATING ORC: GENERACIÓN CONJUNTA ELECTRIDAD - CALOR

30 CONSIDERACIONES PREVIAS: Asegurar cantidad, calidad y precio de biomasa. Previsión de consumo con estudio detallado. Prever ampliaciones en proyecto inicial (generación + red) Buscar aplanar la curva de consumo (buscar consumidores alternativos a viviendas: sector terciario, industrias, equipamientos, district cooling). Asegurar disponibilidad en picos de demanda igualar calidad en el servicio a usuarios con otras fuentes de energía. Estudiar ubicación instalación de generación. Considerar opción equipos policombustible (precio combustible )

31 CONSIDERACIONES PARTICULARES (1/2): Autonomía suficiente del almacén de biomasa. Independizar circuito agua caldera de la red de distribución. Contemplar sistemas automáticos de limpieza para mantener rendimiento (1% por cada 10ºC de incremento en los humos). Materiales duraderos y resistentes en parrillas y refractario. Multiciclones (considerar 2 en serie: partículas emitidas). Considerar incorporación de sistemas de acumulación para disminuir potencia de generación en picos de demanda. Estudiar sistema de regulación de la red (caudal constante o variable).

32 CONSIDERACIONES PARTICULARES (2/2): Tratamiento agua de red: control de O 2, ph y conductividad. Decidir temperatura impulsión en red. Decidir módulos de intercambio a implantar y ubicación. Automatización del sistema y control del consumo (facturación) Prever servicio atención al cliente (call center 24 horas). Definir ordenanza municipal a aplicar a instaladores (complementaria a RITE). Prever formación a instaladores para mantenimiento de módulo de usuario. Explicar diferencias tarifarias con el gas (calor real facturado).

33 CONCLUSIONES (1/2): Cada caso debe ser estudiado de forma particular. Resulta peligroso realizar extrapolaciones de una instalación a otra. Un tamaño de district heating pequeño, no significa que no pueda ser rentable y viceversa. La disponibilidad y el precio de la biomasa se tienen que asegurar durante toda la vida del proyecto antes de empezar. La disponibilidad del servicio de calor a usuarios hay que asegurarla con un buen diseño y operación. El sobredimensionamiento en la generación de calor no es la mejor solución.

34 CONCLUSIONES (2/2): Considerar aplicaciones no solo para viviendas, si no industrial, terciario, equipamientos, que rentabilizan mucho más la instalación en beneficio de todos los usuarios. La experiencia acumulada a nivel estatal y europeo, permite asegurar actualmente que ya es un sistema competitivo respecto a otros sistemas, y lo será más en un futuro. Seria conveniente que el equipo que participe en el diseño y construcción, también estuviera vinculado al proyecto en la explotación.

35 1 2 3 INTRODUCCIÓN AL DISTRICT HEATING EJEMPLOS EN FUNCIONAMIENTO POR QUÉ BIOMASA. VENTAJAS PARA TODOS: Medioambientales / Sociales / Económicas 4 5 Ayuntamiento / Promotor / Clientes (Usuarios) / Operador del Sistema PARAMETROS DE DISEÑO DE UN DISTRICT HEATING ORC: GENERACIÓN CONJUNTA ELECTRIDAD - CALOR

36 Circuito de Aceite Térmico Módulo ORC 1 Horno de biomasa. 2 Caldera de aceite térmico 3 Sistema automático de limpieza 4 Economizador Aceite Térmico I 5 Economizador Aceite Térmico II 6 Sistema de limpieza de gases 7 Chimenea 8 Bombas de circulación de aceite térmico 9 Intercambiador Aceite-Agua 10 Tanque de expansión 11 Evaporador de fluido ORC 12 Condensador fluido ORC 13 Unidad Turbina y Generador 14 Bomba circulación fluido ORC 15 Intercambiador (Flujo Parcial) 16 Consumidor de calor 1. COMBUSTIÓN DE BIOMASA Circuito de Agua Caliente Circuito Gases Combustión 16. DISTRICT HEATING (Y/O COOLING) O PROCESO INDUSTRIAL

37 VENTAJAS TECNOLOGÍA ORC (1/2): Alto rendimiento de la turbina, con excelentes características incluso a cargas parciales. Alta eficiencia para un óptimo aprovechamiento del combustible disponible. Bajos costes de mantenimiento y operación. Accionamiento directo del generador sin caja de transmisión. Ausencia de erosión en los álabes de la turbina, debido a la ausencia de humedad en el vapor.

38 VENTAJAS TECNOLOGÍA ORC (2/2): Bajo stress mecánico en la turbina. Ausencia de corrosión. Sencilla operación sin supervisión directa: puestas en marcha y paradas en modo automático. Larga vida útil con una alta disponibilidad. Amplio rango de aplicaciones debido a las características termodinámicas del fluido orgánico ORC. Baja emisión de ruidos.

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