Cogeneracion y trigeneracion

trigeneración :producción conjunta de electricidad, calor y frío, a partir de un único combustible.
La absorción es un proceso por el que se puede obtener frío a partir de una fuente de calor.

Básicamente, una planta de trigeneración es sensiblemente igual a una de cogeneración a la que se le añade un sistema de absorción para la producción de frío.

Debido a su alto rendimiento, lasplantas de trigeneración posibilitan una gran reducción del coste energético de los procesos productivos allí donde se requieren importantes cantidades de calor en forma de vapor o agua caliente, frío industrial o energía eléctrica.

La trigeneración es aplicable al sector terciario, donde además de necesidades de calefacción y agua caliente se requieren importantes cantidades de frío paraclimatización, que consume una gran proporción de la demanda eléctrica. La estacionalidad de estos consumos (calefacción en invierno y climatización en verano) impediría la normal operación de una planta de cogeneración clásica.
Las máquinas de absorción se aplican cuando existe una demanda de frío, bien sea para algún proceso de fabricación, climatización, congelación o conservación, y una energíaresidual.
Este calor residual puede ser aportado por diferentes fluidos térmicos, como vapor, agua caliente, agua sobrecalentada o gases calientes.
La instalación de una máquina de absorción nos permite tener una curva de demanda térmica más homogénea a lo largo del año, permitiendo aumentar el tamaño de la instalación de cogeneración.
Una planta de trigeneración está compuesta por una planta decogeneración a la que se le añade un sistema de absorción para la producción de frío.
Los sistemas típicos de cogeneración donde se integran máquinas de absorción para producción de frío son aquellos que emplean motores alternativos o turbinas de gas, tanto en ciclo simple como combinado.

3.1 Plantas con motores alternativos
Se trata de motores de combustión interna que generan energía mecánica apartir de la energía desprendida en la reacción de combustión de un combustible.
El rango de potencias más usual de estos motores en sistemas de cogeneración en el sector industrial es de 100 kW a 1.000 kW.
El rendimiento de estos motores suele estar en torno al 30 %-35 %.
Presentan una gran flexibilidad en su funcionamiento.
Características de un motor alternativo a gas |
  | Motor |Rango posible de potencias (kW) | 15 - 3.000 |
Rango usual de potencias (kW) | 100 - 1.000 |
Variación de carga | Elevada |
Relación energía calorífica / eléctrica | 1,5 - 2 |
Inversión | Reducida |
Mantenimiento | No especializado |
Vida útil (h) | 20.000 - 60.000 |
Recuperación de calor | A 3 niveles: gases de escape, refrigeración del motor y aceite de lubricación |
Nivel detemperatura útil | Refrigeración: < 120ºC
Gases de escape: 400ºC - 600ºC |
La energía térmica generada por el motor alternativo es del orden del 60 %-70 % (la energía eléctrica supone aproximadamente un 30 %) y proviene de:
* refrigeración del motor
* refrigeración del aceite de lubricación
* gases de escape

3.2 Plantas con turbinas de gas
Su rendimiento de conversión es inferior alde los motores alternativos.
Tienen la gran ventaja de una fácil recuperación del calor, que se encuentra concentrado en su práctica totalidad en los gases de escape. Al estar a una temperatura de unos 500 ºC estos gases son idóneos para producir vapor en un generador de recuperación.

Si este vapor se produce a la presión de utilización del usuario se define como ciclo simple, y si se generaa alta presión y temperatura para su expansión previa en una turbina de vapor, se definen como ciclo combinado.
3.3 Máquina frigorífica de absorción
Las máquinas de absorción producen frío a partir de calor residual de algún proceso de fabricación.
En general, los sistemas de refrigeración consiguen producir el frío gracias a la evaporación de un fluido refrigerante (amoniaco, bromuro de...