Turbinas de vapor y cogeneración

La cogeneración es un sistema que aprovecha simultáneamente la energía eléctrica y térmica, especialmente para usuarios industriales y del sector terciario.

El esquema de cogeneración implica la producción combinada de electricidad y calor a partir de un combustible único. Se utiliza para satisfacer las necesidades de un usuario final.

La cogeneración presenta ventajas como el ahorro energético, ahorro económico, menor contaminación, mayor independencia y seguridad en el suministro eléctrico, reducción de la carga en las líneas de transporte, ubicación cercana de la generación, y diversificación del suministro energético.

El rendimiento eléctrico (ɳe) es la relación entre la potencia eléctrica (W) generada y el combustible (F) consumido.

El rendimiento térmico (ɳt) es la relación entre el calor (Q) generado y el combustible (F) consumido.

El rendimiento global (ɳG) es la suma de las eficiencias eléctrica y térmica. Mide la eficiencia total del sistema de cogeneración.

Los motores utilizados en los sistemas de cogeneración pueden alcanzar rendimientos globales entre el 70% y 90%.

La comparación con los sistemas tradicionales muestra que la cogeneración reduce las pérdidas de energía del 68% al 15%, disminuyendo el consumo de combustible (153 a 100) y aumentando el rendimiento de transformación del 55% al 85%.

Los sistemas de cogeneración integrados se conectan en paralelo a la red eléctrica pública. La frecuencia de la energía generada la determina la red. La gestión del sistema de cogeneración es más sencilla.

Los sistemas de cogeneración interconectados están conectados en paralelo a la red eléctrica pública. Son los más comunes en la práctica.

Este tipo de turbina aprovecha el vapor producido en la caldera para generar energía eléctrica. El vapor de escape de la turbina se utiliza como calor útil.

Es el motor térmico más común en sistemas de cogeneración. Es adecuado para grandes usuarios que necesitan vapor a media y alta presión.

La turbina de vapor a contrapresión tiene un rendimiento eléctrico entre el 10% y el 20%.

La turbina de vapor a contrapresión tiene un rendimiento global entre el 80% y el 90%.

La turbina de vapor a contrapresión tiene una relación calor-electricidad entre 4 y 12.

Los sistemas de cogeneración con turbinas de vapor a contrapresión tienen un coste de instalación elevado, pero un precio por potencia instalada menor que los motores alternativos o de ciclo combinado.

Mide la eficiencia del proceso energético y se calcula como la relación entre la potencia eléctrica (W) generada y el combustible (F) consumido.

El rendimiento energético (ɳB) es la relación entre la potencia eléctrica (W) generada y la energía térmica (Q) útil obtenida, teniendo en cuenta el rendimiento del motor (que puede ser hasta 90%).

Es una medida que relaciona la electricidad demandada (W) con el calor útil (Q) obtenido. Es fundamental para elegir el motor más adecuado a la aplicación.

Representa el ahorro energético, medido como el porcentaje de energía primaria ahorrada en comparación con un sistema tradicional de generación de electricidad, considerando la cogeneración.

Es el rendimiento de la transformación de energía eléctrica, considerando el rendimiento del motor y que un 10% del calor producido se utiliza para precalentamiento del combustible. Se calcula como la razón entre el calor (Q) obtenido y el combustible (F) consumido, ajustando por la pérdida de calor y la recuperación de energía.

Los sistemas de cogeneración de cabecera son los más utilizados, donde un combustible convencional aporta la energía a un sistema de cogeneración para obtener calor útil y electricidad. El usuario final utiliza la electricidad generada y el calor útil para su proceso industrial o comercial.

La clasificación de los sistemas de cogeneración se basa en la secuencia de generación y consumo de energía. En un sistema de cogeneración de cabecera, la energía se produce y se utiliza en el mismo lugar.

Un tipo de instalación que utiliza vapor para generar electricidad. Se caracteriza por un alto grado de fiabilidad, la posibilidad de aprovechar el calor residual y la capacidad de operar a altas presiones y temperaturas.

El vapor se expande en la turbina a una presión menor o igual a la atmosférica, mediante un condensador. Se aumenta la potencia y el salto entálpico de la turbina. El calor que se cede en el condensador no se aprovecha.

La turbia de gas se utiliza para generar electricidad. El calor útil de la turbina de gas proviene de los gases de escape a alta temperatura.

El calor útil de la turbina de gas proviene de los gases de escape a alta temperatura. Estos gases pueden ser utilizados para generar calor, por ejemplo, en una caldera de recuperación.

Se trata de una caldera utilizada en sistemas de cogeneración. Se utiliza para recuperar el calor residual de los gases de escape de la turbina de gas.

El proceso de aumentar la temperatura de los gases de escape de la turbina de gas añadiendo combustible. Se utiliza para obtener una mayor cantidad de calor útil.

Un equipo utilizado para comprimir el aire que se utiliza en la combustión de la turbina de gas.

Se refiere al sistema de generación de electricidad utilizando combustibles como gas natural o biogás. Es un sistema eficiente y limpio.

Se utilizan para aumentar la energía de los gases de escape en turbinas de gas.

Son turbinas de gas convertidas de motores de avión, son más compactas y tienen alto rendimiento.

Tienen un diseño más tradicional y conservador, son de mayor tamaño y permiten un mantenimiento menor.

Combina una turbina de gas con un sistema de turbina de vapor. Aumenta la eficiencia energética al reutilizar el calor de escape de la turbina de gas.

Se emplea para aprovechar el calor residual de la turbina de gas para generar energía eléctrica adicional.

Es muy flexible y puede trabajar a cargas parciales con buenos rendimientos. Son instalaciones para grandes potencias eléctricas.

Un sistema que genera energía eléctrica y térmica simultáneamente, utilizando un único combustible.