Daniel Mina COGENERACIÓN
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COGENERACIÓN
ENERGIE QUELLE
MBA. Ing. Daniel Mina
2010
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Contenido
• La energía y el sector productivo del país.
• La Cogeneración: Clasificación, beneficios
y aplicaciones.
• ¿Quiénes son candidatos para la
implementación de cogeneración?
• Análisis de costos
• Casos
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RESIDENCIAL
Y OTROS
30%
INDUSTRIA 40%
GOBIERNO 10%
AGUA Y BOMBEO 10%
COMERCIO10%
MOTORES Y APLICACIONES 60% AA 15% ILUMINACION13%
REF 6% Otros
6%
Participación de la industria en la
demanda eléctrica
Fuente: ASI
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El Concepto de Cogeneración
Cogeneración es la producción eficiente de dos
formas de energía útil a partir del mismo recurso
combustible, mediante la utilización de la energía
de escape o de desecho de un sistema de
producción como insumo para el otro.
Fuente: Manual de Ingeniería Eléctrica, Donald Fink
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El Concepto de Cogeneración
(ejemplo)
Su uso más común es la producción de electricidad y
calor en diversas formas (vapor, agua caliente, gases
calientes, etc.), lo cual se conoce también como CHP
(Combined Heat and Power).
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Principales beneficios que otorga la
cogeneración
• Ahorro Energético, como consecuencias del
aumento del rendimiento de la transformación.
• Mayor respeto al ambiente, porque el
combustible utilizado es menor, y las emisiones
contaminantes disminuyen.
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Principales beneficios que otorga la
cogeneración
• Ahorro en energía primaria debido a su mayor
eficiencia comparada con los sistemas de
generación eléctrica y térmica tradicionales.
• Mayor seguridad, competencia y
diversificación de las fuentes energéticas y la
disminución de la producción de gases de
efecto invernadero.
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Ahorro de energía primaria producto de la cogeneración
Planta
Generadora
(RED)
η: 45%
Planta
Térmica
Industria
η: 80%
Energía
eléctrica
Pérdidas
de calor
residual
Calor
Pérdidas
de la
caldera
Planta de
Cogeneración
Industria
η: 83%
30% Eléctrico
53% Térmico
Energía
eléctrica
Calor
Pérdidas
de la
caldera
100 Unidades de energía
primaria
75 Unidades de energía
primaria
50
22,5
27,5
75
10
50
40
22,5
40
12,5
Situación Actual Situación con Cogeneración
25% de Ahorro en Energía Primaria
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Rangos de aplicación equipos de
cogeneración
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Balance de energía de un motor
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Balance de energía de una turbina a
gas
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Aplicaciones de la cogeneración
• Cogeneración con gases residuales.
• Ahorros energéticos en hospitales.
• Recuperación de Biogás.
• Cogeneración con aceites residuales de
automoción.
• Cogeneración con biomasa.
• Cogeneración con carbón pulverizado
(plásticos agrícolas)
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Ciclos de cabecera (Topping)
CENTRAL DE
COGENERACIÓNUSUARIO
Electricidad
Electricidad
Calor
Combustible
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Ciclos de cola (Bottoming)
CENTRAL DE
COGENERACIÓNUSUARIO
Electricidad
Electricidad
Calor
CombustibleCombustible
Residual
Calor
Residual
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Conexión del generador (aislado)
CENTRAL DE
COGENERACIÓNUSUARIO
Electricidad
Electricidad
Calor
Combustible
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Conexión del generador integrado a la
red eléctrica
CENTRAL DE
COGENERACIÓNUSUARIO
Electricidad
Calor
Combustible
Electricidad
![Page 17: Daniel Mina COGENERACIÓN](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/557caa49d8b42aaa598b4fb9/html5/thumbnails/17.jpg)
Turbina a contrapresión
USUARIO
Electricidad
Combustible Caldera
Agua
TURBINA
Vapor
Vapor
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Turbina a contrapresión con extracción
de vapor
USUARIO
Electricidad
Combustible Caldera
Agua
TURBINA
Vapor
Vapor
Bomba Condensador
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Elección de un sistema de
cogeneración
• Tamaño de la instalación. Las turbinas de gas noson competitivas por debajo de 1 MW (e)
• Eficiencia. Los motores tienen rendimientos entre35% y 43%, y las turbinas entre 25 y 36 %
• Flexibilidad. Los motores trabajando a una carga del50% de la nominal consiguen mantener casi el 88% dela eficiencia a plena carga.
• Costes del capital
• Costes de operación y mantenimiento. Los costesde las turbinas son mucho más reducidos
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¿Qué instalaciones son candidatas
para su implementación?
• ¿Se han tomado todas las medidas
razonables para reducir el consumo de
energía y calor en sus instalaciones?
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¿Qué instalaciones son candidatas
para su implementación?
•¿Es la duración simultánea para cubrir las
necesidades de calor y electricidad
superior a 4.000 horas al año?
•¿Son los precios locales de electricidad
altos en relación a un combustible
alternativo?
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¿Qué instalaciones son candidatas
para su implementación?
• ¿Están las empresas preparadas para la
instalación de un sistema CHP?
• ¿Es la confiabilidad del servicio eléctrico
una preocupación económica mayor?
![Page 23: Daniel Mina COGENERACIÓN](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/557caa49d8b42aaa598b4fb9/html5/thumbnails/23.jpg)
Análisis de costos considera los
siguientes factores:
• Precio medio de electricidad por kWh.
• Costo del gas natural, diesel o combustiblealternativo.
• Número de horas anticipadas de operación poraño.
• Costo instalado del sistema CHP por kW decapacidad, eléctrica y térmica.
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• La planta de cogeneración consistente en dosmotores de 1.920 kW cada uno, diseñada paraabastecer los consumos base de vapor de laindustria e inyectar los excedentes eléctricos alsistema de distribución público.
• El calor del circuito de alta temperatura delmotor provee el calor necesario para calentar elagua de reposición de las calderas y el agua deproceso.
Industria de alimentos - Chile
![Page 25: Daniel Mina COGENERACIÓN](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/557caa49d8b42aaa598b4fb9/html5/thumbnails/25.jpg)
Industria de alimentos - Chile
![Page 26: Daniel Mina COGENERACIÓN](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/557caa49d8b42aaa598b4fb9/html5/thumbnails/26.jpg)
Industria de alimentos - Chile
![Page 27: Daniel Mina COGENERACIÓN](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/557caa49d8b42aaa598b4fb9/html5/thumbnails/27.jpg)
Industria de alimentos - Chile
WACC 10%
Inversión $2,730,925.00
VAN $383,376.31
![Page 28: Daniel Mina COGENERACIÓN](https://reader036.fdocument.pub/reader036/viewer/2022062319/557caa49d8b42aaa598b4fb9/html5/thumbnails/28.jpg)
Gracias