COGENERACIÓN. ENERGIE QUELLE MBA. Ing. Daniel Mina 2010

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1 COGENERACIÓN ENERGIE QUELLE MBA. Ing. Daniel Mina 2010

2 Contenido La energía y el sector productivo del país. La Cogeneración: Clasificación, beneficios y aplicaciones. Quiénes son candidatos para la implementación de cogeneración? Análisis de costos Casos

3 Participación de la industria en la demanda eléctrica COMERCIO 10% RESIDENCIAL Y OTROS 30% AGUA Y BOMBEO 10% GOBIERNO 10% INDUSTRIA 40% Fuente: ASI MOTORES Y APLICACIONES 60% AA 15% ILUMINACION 13% REF 6% Otros 6%

4 El Concepto de Cogeneración Cogeneración es la producción eficiente de dos formas de energía útil a partir del mismo recurso combustible, mediante la utilización de la energía de escape o de desecho de un sistema de producción como insumo para el otro. Fuente: Manual de Ingeniería Eléctrica, Donald Fink

5 El Concepto de Cogeneración (ejemplo) Su uso más común es la producción de electricidad y calor en diversas formas (vapor, agua caliente, gases calientes, etc.), lo cual se conoce también como CHP (Combined Heat and Power).

6 Principales beneficios que otorga la cogeneración Ahorro Energético, como consecuencias del aumento del rendimiento de la transformación. Mayor respeto al ambiente, porque el combustible utilizado es menor, y las emisiones contaminantes disminuyen.

7 Principales beneficios que otorga la cogeneración Ahorro en energía primaria debido a su mayor eficiencia comparada con los sistemas de generación eléctrica y térmica tradicionales. Mayor seguridad, competencia y diversificación de las fuentes energéticas y la disminución de la producción de gases de efecto invernadero.

8 Ahorro de energía primaria producto de la cogeneración Situación Actual Situación con Cogeneración 22,5 50 Planta Generadora (RED) η: 45% 27,5 Energía eléctrica Pérdidas de calor residual 75 Planta de Cogeneración Industria η: 83% 22,5 40 Energía eléctrica Calor 50 Planta Térmica Industria η: 80% Calor Pérdidas de la caldera 30% Eléctrico 53% Térmico 12,5 Pérdidas de la caldera 100 Unidades de energía primaria 75 Unidades de energía primaria 25% de Ahorro en Energía Primaria

9 Rangos de aplicación equipos de cogeneración

10 Balance de energía de un motor

11 Balance de energía de una turbina a gas

12 Aplicaciones de la cogeneración Cogeneración con gases residuales. Ahorros energéticos en hospitales. Recuperación de Biogás. Cogeneración con aceites residuales de automoción. Cogeneración con biomasa. Cogeneración con carbón pulverizado (plásticos agrícolas)

13 Ciclos de cabecera (Topping) Electricidad Electricidad Combustible CENTRAL DE COGENERACIÓN Calor USUARIO

14 Ciclos de cola (Bottoming) Electricidad Combustible USUARIO Combustible Residual Calor Residual CENTRAL DE COGENERACIÓN Electricidad Calor

15 Conexión del generador (aislado) Electricidad Electricidad Combustible CENTRAL DE COGENERACIÓN Calor USUARIO

16 Conexión del generador integrado a la red eléctrica Electricidad Electricidad Combustible CENTRAL DE COGENERACIÓN Calor USUARIO

17 Turbina a contrapresión Vapor Electricidad Combustible Caldera TURBINA USUARIO Agua Vapor

18 Turbina a contrapresión con extracción de vapor Vapor Electricidad Combustible Caldera TURBINA USUARIO Agua Bomba Vapor Condensador

19 Elección de un sistema de cogeneración Tamaño de la instalación. Las turbinas de gas no son competitivas por debajo de 1 MW (e) Eficiencia. Los motores tienen rendimientos entre 35% y 43%, y las turbinas entre 25 y 36 % Flexibilidad. Los motores trabajando a una carga del 50% de la nominal consiguen mantener casi el 88% de la eficiencia a plena carga. Costes del capital Costes de operación y mantenimiento. Los costes de las turbinas son mucho más reducidos

20 Qué instalaciones son candidatas para su implementación? Se han tomado todas las medidas razonables para reducir el consumo de energía y calor en sus instalaciones?

21 Qué instalaciones son candidatas para su implementación? Es la duración simultánea para cubrir las necesidades de calor y electricidad superior a horas al año? Son los precios locales de electricidad altos en relación a un combustible alternativo?

22 Qué instalaciones son candidatas para su implementación? Están las empresas preparadas para la instalación de un sistema CHP? Es la confiabilidad del servicio eléctrico una preocupación económica mayor?

23 Análisis de costos considera los siguientes factores: Precio medio de electricidad por kwh. Costo del gas natural, diesel o combustible alternativo. Número de horas anticipadas de operación por año. Costo instalado del sistema CHP por kw de capacidad, eléctrica y térmica.

24 Industria de alimentos - Chile La planta de cogeneración consistente en dos motores de kw cada uno, diseñada para abastecer los consumos base de vapor de la industria e inyectar los excedentes eléctricos al sistema de distribución público. El calor del circuito de alta temperatura del motor provee el calor necesario para calentar el agua de reposición de las calderas y el agua de proceso.

25 Industria de alimentos - Chile

26 Industria de alimentos - Chile

27 Industria de alimentos - Chile WACC 10% Inversión $2,730, VAN $383,376.31

28 Gracias

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