Sistemas de Cogeneración

SISTEMAS DE COGENERACION


Resumen

En este artículo explicaremos la relación que tiene la primera y segunda ley de la termodinámica en un sistema de cogeneración, el objetivo de este estudio es identificar el tipo de energía almacenado y el mejor método de aprovechamiento de la energía permanente del ciclo o desde el punto de vista de la primera y segunda ley termodinámica.

Cuandose estudian los recursos energéticos se consideran dos aspectos: uno, el enfocado a la conservación de los mismos y el ahorro económico que se pueda obtener de su uso, y el otro, dirigido al ambiente, en lo referente a su uso racional y la disminución de efluentes térmicos y/o tóxicos .

Palabras clave: análisis termodinámico, eficiencia energética, cogeneración
Introducción
El término decogeneración se utiliza para definir aquellos procesos en los que se produce simultáneamente energía eléctrica y energía calorífica a partir de un combustible diesel o gas.
La energía eléctrica es producida por el motor al accionar un alternador unido a él, mientras que la generación térmica se produce por aprovechamiento de los calores residuales del motor.

La termodinámica como una cienciamoderna, trata con la transformación de la energía y su interacción con la materia. Restricciones bajo las cuales todas las transformaciones son observadas, son conocidas como la primera y segunda ley termodinámica. La primera ley establece que la energía no puede ser creada ni destruida y que su calidad permanece constante en todos los procesos, en un estado estable de procesos; la cantidad de laenergía es expresada a través de la función termodinámica Entalpia. Por otro lado, la segunda ley establece que la energía es degradada en todos los procesos y su calidad decrece; la calidad de la energía es expresada a través de la función termodinámica llamada Exergia.
Una comparación termoeconómica ha sido realizada en este trabajo a un sistema de cogeneración de ciclo combinado incorporando unamáquina de refrigeración por absorción, dando a conocer los resultados de los costos unitarios de las corrientes y productos desde el punto de vista de primera y segunda ley termodinámica. Este tipo de sistemas se le ha llamado ciclo de trigeneración Investigaciones precedentes a ciclos de trigeneración han sido desarrollados, aportando resultados relevantes en la optimización de sistemas decogeneración. La metodología aquí utilizada, ha consistido en evaluar los costos anualizados a los balances de energía y exergia del proceso, es decir, se evaluó el costo de las corrientes en su cantidad y la calidad de la energía para ser finalmente comparados. Normalmente un análisis termoeconómico consiste en el desarrollo de un sistema de ecuaciones simultáneas con un amplio número de incógnitas,en los cuales son necesarias ecuaciones adicionales para su solución. Sin embargo, varias propuestas para resolver este problema en sistemas de cogeneración han sido presentados. En principio, aquí se desarrolló el análisis termoeconómico basado en la metodología del balance de costo promedio en la salida de las corrientes de los equipos. El sistema de trigeneración fue dividido en bloques,obteniendo el sistema de ecuación de costos anualizados para los balances de primera y segunda ley termodinámica.

Análisis de Exergia:
La exergia es una propiedad termodinámica de una sustancia que mide la calidad de la energía que contiene y el alejamiento de sus condiciones de temperatura, presión y composición con respecto al medio ambiente. A partir de este concepto se ha aportado unametodología en particular para el análisis de sistemas energéticos, ya que se considera como una herramienta fundamental para el estudio de sistemas económicos-ecológicos-energéticos.
La exergia de un sistema puede ser escrita como:

Exi=(Hi – Ho) – To (Si – So)

Las pérdidas efluentes de exergia son la suma total de las corrientes de exergia que son arrojadas al medio...