Proyecto instalación eléctrica baja tensión

TEMA 2. COGENERACIÓN (C.H.P.)

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Índice (I)
• Introducción. • Parámetros característicos. • Clasificación.
– Según secuencia de generación y consumo. – Según conexión generador eléctrico. – Según motor empleado.
• • • • Turbina de vapor. Turbina de gas. Ciclo combinado. M.A.C.I.

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Índice (II)
• Ámbito de lacogeneración.
– Sector industrial. – Sector terciario. – Aplicaciones especiales.

• • • • •

Marco legal. Modo de operación. Aspectos económicos. Ejemplos de cogeneración. Bibliografía. 3

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Introducción (I)
• Industria y Servicios: consumen energía eléctrica (motores eléctricos para accionar máquinas e iluminación) y térmica (procesos industriales, calefaccióny a.c.s.). • Situación normal: energía eléctrica de la red (central eléctrica) y energía térmica de combustibles fósiles (horno, caldera). • Rendimiento de centrales térmicas convencionales (fuel-oil, carbón, nuclear): 35%. • Rendimiento de centrales de ciclo combinado (gas natural): 55%. 4
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Introducción (II)
• Rendimientos en centrales bajos por pérdidas,fundamentalmente en condensador (50%). • Alternativa: producción conjunta de ámbas energías por consumidor. • Gogeneración: producción y utilización simultánea de energía mecánica (eléctrica) y calor. • Comparación de rendimientos y pérdidas entre generación convencional, de ciclo combinado y cogeneración mediante diagramas de Sankey: pizarra. 5
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Introducción (III)• Ventajas para el cogenerador:
– Ahorro factura energética: diferencia precio electricidad frente a combustibles fósiles. – Incremento competitividad al reducir costes. – Independencia, seguridad y fiabilidad en el suministro eléctrico. – Venta de excedentes a la red.

• Incovenientes para el cogenerador:
– Riesgos de cambio de legislación. – Riesgo económico: recuperación de inversión. –Preocupaciones ajenas al proceso productivo.

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Introducción (IV)
• Ventajas para el Sistema Energético de un país:
– – – – Ahorro de energía primaria. Menor contaminación. Industrialización de zonas alejadas. Eliminación de pérdidas de transporte y distribución.

• La importancia de la cogeneración se debe a las normativas introducidas con el PEN 19912000.Diversificación del consumo energético nacional (gas natural en vez de petróleo). 7
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Parámetros característicos (I)
• Nomenclatura:
– F: energía del combustible. – W: energía eléctrica producida (consumida por usuario+vendida). – Qm: calor producido por el motor. – Qu: calor útil (la parte que se aprovecha). – Qdemandado: calor requerido por el ususario. – P:pérdidas.

• Se cumple que: Qu ≤ Qm

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Parámetros característicos (II)
• Rendimiento eléctrico y rendimiento térmico:

ηe =

W F
u

ηt =

Qu F

• Rendimiento global o factor de utilización de la energía: W +Q P

ηG =

F

= 1−

F

= ηe + ηt

• Relación calor electricidad (RCE): Importante a la hora de definir el motor de cogeneración.Hay una demandada y otra producida.
RCE motor =
Qu η t Q Qmotor RCE = RCE demandada = demandado cogen = W ηe Wdemandado W

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Parámetros característicos (III)
• Ahorro porcentual de energía primaria (APEP): Normativa de 1982.

CE cogen =
APEP =

Fcogeneración − Fsin cogeneración Wcogeneración
2,895 ·100 > 45%

( 2,895 − CE cogen )

  Fcogen− Fsin cogen [kcal] APEP = 1 −  ·100 > 45%  Wcogen [kWh]·2500[kcal kWh]
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Parámetros característicos (IV)
• Rendimiento eléctrico equivalente (REE): Normativa de 1994.

REE ==

ηe W W /F = = Q Q η F F− u − u 1− t 0,9 F 0,9 F 0,9

• Ahorro de combustible (energía primaria) frente a sistema convencional con ηe = 35% y ηt = 85%: A = [(Qu / 0,85) +...