Microcogeneración: Perspectivas de negocio ecopower

Transcripción

1 Microcogeneración: Perspectivas de negocio ecopower

2 Exigencias de aporte solar térmico Código Técnico de la Edificación (CTE) 15.4 Exigencia básica HE 4: Contribución solar mínima de agua caliente sanitaria En los edificios con previsión de demanda de agua caliente sanitaria o de climatización de piscina cubierta, en los que así se establezca en este CTE, una parte de las necesidades energéticas térmicas derivadas de esa demanda se cubrirá mediante la incorporación en los mismos de sistemas de captación, almacenamiento y utilización de energía solar de baja temperatura adecuada a la radiación solar global de su emplazamiento y a la demanda de agua caliente del edificio. Los valores derivados de esta exigencia básica tendrán la consideración de mínimos, Se define para cada uso una demanda tipo y de acuerdo con la zona geográfica y el volumen de demanda, se exige una cobertura solar mínima 1

3 Exigencias de aporte solar térmico Soluciones alternativas El CTE contempla en su DB-HE4 soluciones alternativas: 1 Generalidades 1.1 Ámbito de aplicación 1.Esta Sección es aplicable a los edificios de nueva construcción y rehabilitación de edificios existentes de cualquier uso en los que exista una demanda de agua caliente sanitaria y/o climatización de piscina cubierta. 2.La contribución solar mínima determinada en aplicación de la exigencia básica que se desarrolla en esta Sección, podrá disminuirse justificadamente en los siguientes casos: a)cuando se cubra ese aporte energético de agua caliente sanitaria mediante el aprovechamiento de energías renovables, procesos de cogeneración o fuentes de energía residuales procedentes de la instalación de recuperadores de calor ajenos a la propia generación de calor del edificio; b)cuando el cumplimiento de este nivel de producción suponga sobrepasar los criterios de cálculo que marca la legislación de carácter básico aplicable; c)cuando el emplazamiento del edificio no cuente con suficiente acceso al sol por barreras externas al mismo; 2

4 Soluciones de alta eficiencia Alternativa a los paneles solares térmicos Como alternativas se puede plantear el uso de: Bombas de calor (eléctricas, a gas, o geotérmicas) Microcogeneración 3

5 Sistemas de cogeneración Características básicas Cogeneración es la generación y aprovechamiento conjunto de energía eléctrica y energía calorífica (vapor, ACS, agua fría, aire frío.) Minicogeneración: P < 500 kwe μcogeneración: P < 100 kwe La Administración promueve la implantación de sistemas de cogeneración: Para fomentar el ahorro energético el RD 616/2007, de 11 de mayo, que incorpora al derecho español el contenido de la Directiva europea 2004/8/CE sobre fomento de la cogeneración de alta eficiencia El RD 661/2007 de 25 de Mayo establece el plan de primas a la exportación de energía eléctrica a la red. Establece un régimen económico específico para potencias menores de 500 kwe Se puede exportar el 100% de la electricidad generada 4

6 Definición de cogeneración Características de una generación clásica Electricidad: 86 ud. 215 ud. R elec = 40% Pérdidas transf. y transporte: 11 Fuente primaria de energía: 297 ud. 82 ud. R term. = 85% R global = 52 % Condensación: 118 ud. Calor: 70 ud. Pérdidas de calor: 12 ud. 5

7 Definición de cogeneración Características de una cogeneración Electricidad: 86 ud. Pérdidas transf. y transporte: 6 Calor: 70 ud. Fuente primaria de energía: 200 ud. R global = R elec + R term = 43% + 35% = 78 % Pérdidas de calor: 38 ud. Perdidas = 44 ud. ( 22 %) La Cogeneración es una tecnología con un elevado rendimiento global en la transformación energética 6

8 Sistemas de cogeneración Principio de funcionamiento Energia térmica Combustible 12,5 66% kw % kw Energía eléctrica 4,7 25% kw 7

9 Sistemas de microcogeneración Funcionamiento anual (III) 8

12 Procedimiento de legalización Flujograma de actividades Administrativas Proyecto Técnico Inicio actividades Constituir aval (20 /kw) Autorización Administrativa (P > 100 kw) Solicitud de acceso Entrega de aval Comunicación aval Licencia de Obras (en edificios NC, la licencia global) Solicitud de conexión Solvencia económica (>50% de la obra) Licencia de actividad Inscripción Registro Pre-asignación Acuerdo de compra (>50% de equipos) Punto de suministro de gas natural EJECUCION DE LA OBRA Conexión a redes Actividad Cogenerador Tramites con Ayuntamiento CONTINUA Tramites con OTC Industria Tramites con Hacienda Trámites con Distribuidoras de gas y electricidad 11 11

13 Procedimiento de legalización Flujograma de actividades Administrativas SIGUE DE EJECUCION DE LA OBRA Conexión a redes Certificado de lectura Contrato de venta de energía Acta de Puesta en Servicio Revisión Distribuidora Elec. ATENCION Es un proceso laborioso y que se alarga durante varios meses Inscripción definitiva Registro de Productores en Régimen Especial (REPE) FACTURACION Energía Eléctrica Actividad Cogenerador Tramites con Ayuntamiento Tramites con OTC Industria Tramites con Hacienda Trámites con Distribuidoras de gas y electricidad 12 12

14 Comparación emisiones CO2 y energía Energía demandada: 1000 kwh/a Instalación Rendimiento Consumo real (kwh/a) Emisiones CO2 (gr) Energía primaria (kwh/a) Caldera mural 85% Bomba de calor AW 400% Bomba de calor BW 450% Microcogeneración 65% Factores de conversión CO2 energía primaria Gas natural 204 1,01 Gas propano 244 1,081 Electricidad 649 2,6 13

15 La Fábrica PowerPlus Technologies es propiedad de VAILLANT GROUP. Con la fabricación de ecopower ha consegido establecerse como uno de los lideres en el campo de los generadores de energía distribuida de hasta 5 kw eléctricos. 14

16 Principio general de funcionamiento de una unidad ecopower 66% 25% Rendimiento total: 90% 15

17 Componentes de una unidad ecopower) La máquina está completamente aislada tanto térmica como acústicamente mediante una carcasa silenciadora. Interfaz de usuario con display de 4 líneas y un botón girar+pulsar situado en la parte anterior de la máquina. En la parte posterior se encuentran las conexiones para la entrada de gas, entrada de aire de combustión, calefacción electricidad. En el interior de la máquina se encuentran el motor, el generador con el variador así como el intercambiador y el catalizador de 3 vías. 16

18 El motor de la ecopower Motor de combustión a gas refrigerado por agua de diseño especial. Motor de 4 tiempos con un cilindro de 272 cm 3. Versiones para gas natural y propano. Tecnología de funcionamiento segura, sin averías Requiere poco mantenimiento La regulación de las revoluciones del motor se realiza mediante la carga del generador no mediante la válvula de mariposa. El motor genera siempre el par de giro óptimo, por que la válvula de mariposa está completamente abierta. Esto garantiza el máximo rendimiento incluso en funcionamiento a carga parcial. Una regulación de las revoluciones convencional, a través de una válvula de mariposa cerrada o parcialmente cerrada disminuiría la eficiencia del motor. Catalizador de 3 vías de serie en combinación con una sonda lambda asegura unos niveles de emisiones muy bajos 17

19 Hasta un 60 % más de energía eléctrica gracias a la modulación de potencia hasta Sistema de modulación patentado La potencia de la unidad se ajusta a la demanda Energía adicional Hasta un 60 % más de energía eléctrica generada gracias a la modulación 18

20 Modulación, control y sistema de regulación Gas Motor de combustion y generador Depósito Calefacción La potencia se ajusta a la demanda instantánea mediante la modulación de la velocidad del motor sin escalones. De esta forma se evita que el motor pare cuando la demanda disminuye El sistema permite funcionar en modo monovalente (sin caldera adicional) o en modo bivalente (con caldera adicional). La ecopower puede funcionar con o sin depósito de inercia, aunque es siempre recomendable. 19

21 Solución ecoisland: suministro de energía autónomo La ecopower puede funcionar en modo isla para aquellas zonas en las que no haya suministro eléctrico. Puede ser utilizado como grúpo electrógeno de emergencia, ecoisland funciona durante todo el año como generador de calor y eléctrico y en caso de que sea necesario cambia al modo de servicio de alimentación de emergencia. El sistema se compone de uno o varios variadores para realizar una red de 1 ó 3 fases, un grupo de baterías, un depósito multifunción especial y un refrigerador para evacuar el calor sobrante en el depósito. En el caso puntual de que la ecopower no sea capaz de cubrir la demanda térmica, el módulo Smartload se encarga de ir suministrando energía eléctrica desde las baterías (modulando sin escalones) a la resistencia del depósito multifunción. 20

22 Características ampliables Manejo sencillo mediante un botón con el principio de girar+pulsar. Los datos se visualizan en un display de 4 líneas. Funcionamiento maestro/esclavo para operar más máquinas ecopower en la misma instalación. CASCADAS de unidades ecopower Puerto RS-232 que posibilita la conexión de la máquina con un PC utilizando los programas ecoserv y ecohome. EcoServ sirve para configurar, eliminar errores y supervisar la máquina. Es una herramienta del servicio técnico, permite también la telegestión de la máquina. Con ecohome el usuario puede manejar la ecopower de forma comoda y sencilla. 21

23 Dimensionado de instalaciones: selección de la ecopower Con la curva de demanda anual se puede realizar el dimensionamiento de la instalción de microcogeneración. La curva de demanda anual se puede realizar a partir de mediciones (largo poco práctico) o mediante modelos matemáticos y valores médios empíricos. 22

24 Dimensionado de instalaciones: selección de la ecopower Cuanto mayor sea la superficie de la curva de demanda anual cubierta por la ecopower, mayor será el grado de cobertura y más calefacción y electricidad generará la máquina. La micro CHP no se dimensiona para cubrir la demanda total de energía. A pesar de la modulación de la ecopower, los tiempos de funcionamiento serían demasiado bajos BAJA RENTABILIDAD Y POCA PRODUCCIÓN ELÉCTRICA. La micro CHP se dimensiona para cubrir la demanda base mientras que una caldera de apoyo cubre los picos de demanda La modulación de potencia aumenta el número de horas de funcionamiento de la máquina. Incluso cuando la demanda es muy baja la micro CHP no llega a parar 23

25 Dimensionado de instalaciones: integración en la hidráulica del edificio Configuración en paralelo La ecopower se puede conectar en paralelo o en serie con la caldera de apoyo. La ecopower suministra el calor necesario para cubrir la demanda base y controla modulando la caldera de apoyo cuando la demanda es superior. Si la temperatura máxima producida por la micro CHP (75 ºC) no fuera suficiente la caldera y la micro CHP pueden instalarse en serie. De esta forma la caldera suministrará el calor adicional necesaria para llegar a la temperatura necesaria (p.ej. 80 ºC). Se debe tener en cuenta que la temperatura máxima de entrada a la ecopower (retorno) es de 60 ºC y la mínima de 35 ºC. Configuración en serie 24

26 Resumen: Cuanto mayor sea la demanda anual de electricidad y de calor, más rentable es la ecopower. Cuantas más horas trabaje al año antes se rentabiliza la inversión. La ecopower es la única máquina del mercado que tiene una modulación de potencia patentada. Esto le permite producir hasta un 60% más de electricidad que otras máquinas comparables. La velocidad del motor es adaptable sin escalones por lo que la máquina trabaja eficiéntemente y sin parar incluso en verano. La ecopower puede inyectar corriente eléctrica a la red. La ecopower es la única máquina en su clase que tiene un sistema de modulación patentado que le permite producir hasta un 60% más de electricidad 25

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28 Primer edificio de viviendas con una unidad ecopower alimentada con BIO-NATURAL GAS First home heated with bio-natural gas with an ecopower system in Krumbach, Germany 7 VIVIENDAS + garaje Superficie total 780 m 2 Viviendas bajo consumo Demanda de energía primaria: kwh/year 27

29 Caldera mural con motor stirling 1 kwe 28