generación de electricidad a partir de biogas



Contenido
Contenido 2
1.Introducción 3
2.Opciones para la generación de energía 5
a.Motor recíproco, regenerativo 5
b.Mechero, caldera, turbina. 8
c.Celdas electroquímicas 9
Elección de la tecnología 14
3.Elección del motor recíproco 20
4.Bibliografía 21


1. Introducción
El biogás contiene entre 50% y 85 % de gas metano y se utiliza como combustible de origen renovablealternativo al gas de origen fósil.
La combustión de este gas es la principal causa de la producción de energía. Existen varias tecnologías para aprovechar esta energía y la decisión de cuál es la más adecuada depende del caso particular que estemos abordando. Las soluciones en este caso suelen estar diseñadas a medida, no existen mejores opciones a priori, por lo tanto abordaremos las distintasopciones para la generación de energía.
Actualmente su uso más común es el de alimentar motores generadores para producir electricidad limpia.  La electricidad producida puede ser vertida a la red eléctrica o autoconsumirse, dependiendo de la cantidad de biogás producida. Al mismo tiempo el calor generado en el motor, puede aprovecharse en procesos industriales, para calefacción e incluso para laproducción de frío.
Existen dos formas principales de producción de biogás, una es la de captar las emisiones que se dan en los vertederos de residuos sólidos urbanos por medio de pozos de recogida y la otra por medio de la degradación de la materia orgánica en digestores.
Una planta de biogás puede integrarse en un proceso industrial por medio de una cogeneración obteniéndose beneficios en ambascompañías. La planta de biogás obtendrá materia orgánica de la industria y la industria obtendrá calor y un tratamiento de sus residuos.


2. Opciones para la generación de energía

a. Motor recíproco, regenerativo
Un motor reciproco es un motor de pistones, donde la energía química almacenada en el metano es transformada en calor mediante la combustión dentro de los cilindros con oxígeno yeste calor expande el gas trasformando la energía térmica en energía mecánica, finalmente el eje del motor va a un generador que transforma la energía mecánica en eléctrica. Al funcionar con biogás se pierde un 10% de potencia en el motor, lo que conlleva el mismo nivel de pérdidas en la generación de electricidad.
Existen dos tipos de motores de pistón, si los clasificamos en función de cómose inicia la reacción de combustión. Por un lado, están los de auto ignición en los que las condiciones de presión y temperatura a las que son sometidos los gases de la mezcla es tal que estos reaccionan automáticamente causando la elevación de la temperatura (por ejemplo el motor diesel). Por el otro, están los motores donde el inicio de la reacción química en cadena es producida por una chispacausada por una bujía (por ejemplo motor a nafta).


Motor con bujía Motor con autoignición
En el caso de los motores diesel, el biogás puede reemplazar hasta el 80% del gasoil, la baja capacidad de ignición del biogás no permite reemplazar la totalidad del gasoil en este tipo de motores que carecen de bujía para la combustión. Para el caso del encendido con bujía esto no es un problema.Son necesario cuatro sistemas para adaptar el motor y el generador para la normal operación con biogás, filtro sulfuro de hidrogeno, sistema de tratamiento de gases de escape, control de combustión, mezclador de aire-biogás.
El filtro de sulfuro de hidrógeno se conecta a la salida del digestor para evitar que este gas llegue a las cámaras de combustión ya que el mismo puede dañar los motores.También puede generar malos olores y compuestos tóxicos a la salida del escape. Luego el mezclador de biogás-aire garantiza que aún con cambios en el caudal másico del gas, la proporción aire-gas permanece constante de modo que la mezcla sea óptima para la explosión. Los gases de escape también necesitan un tratamiento, sobre todo para evitar la emisión de monóxido de carbono que pueda quedar....