Cogeneración

La cogeneración es el procedimiento mediante el cual se obtiene simultáneamente energía eléctrica y energía térmica útil (vapor, agua caliente sanitaria, hielo, agua fría, aire frío, por ejemplo).

La ventaja de la cogeneración es su mayor eficiencia energética ya que se aprovecha tanto el calor como la energía mecánica o eléctrica de un único proceso, en vez de utilizar una central eléctrica convencional y para las necesidades calor una caldera convencional.

Al generar electricidad mediante una dinamo o alternador, movidos por un motor térmico o una turbina, el aprovechamiento de la energía química del combustible es del 25% al 40% solamente, y el resto debe disiparse en forma de calor. Con la cogeneración se aprovecha una parte importante de la energía térmica que normalmente se disiparía a la atmósfera o a una masa de agua y evita volver a generarla con una caldera. Además evita los posibles problemas generados por el calor no aprovechado.

La eficiencia de la planta se puede medir mediante unos coeficiente: el FUE, factor de uso de energia, que es el cociente de la energia electrica generada, mas el calor útil, entre el calor aportado al MCIA. Y el RCE, relacion calor/electricidad, que es el cociente entre el calor util o aprovechable, y la potencia electrica generada por el MCIA. el 1º es el mas importante ya que nos da una idea de el rendimiento global de la instalacion.

Este procedimiento tiene aplicaciones tanto industriales como en ciertos grandes edificios en los que el calor puede emplearse para calefacción, para refrigeración (mediante sistemas de absorción) y preparación de agua caliente sanitaria como por ejemplo grandes superficies de ventas, ciudades universitarias, hospitales, etc.

Aunque es difícil acoplarlo a viviendas particulares, es posible realizar instalaciones cuando son grandes. Un ejemplo, es la calefacción de distrito.

Regulación

El proceso de cogeneración tiene un reparto más o menos fijo entre producción eléctrico/mecánica y calor. Como las necesidades de ambas energías pueden variar de forma diferente es frecuente que haya un excedente de alguna de ellas.

La energía de cogeneración se incluye en el Régimen Especial de energía que le permite utilizar la cogeneración para proveerse de todo el calor que necesite e inyectar en la red eléctrica la energía eléctrica que no necesite a una tarifa fija. De esta forma se evita que otra central produzca esa energía de forma menos eficiente.

Trigeneración y otros

Hay una ampliación del concepto de cogeneración que permite disponer aparte del calor y la energía mecánica/eléctrica habituales, frío a partir de calor residual.

Es posible obtener frío a partir de una fuente de calor mediante sistemas de absorción. Como resultado se obtiene una cantidad de calor mayor (el provisto por el sistema de cogeneración, más de sustraído por el sistema de refrigeración) pero a menor temperatura. Por ejemplo con un líquido más templado pero de mayor volumen.

Un sistema de refrigeración por absorción necesita una temperatura de uno 80ºC para funcionar, del que se obtiene el agua de descarga a unos 40º o 50ºC y el agua de refrigeración a unos 0º a 4º C.

Hay otro modos de maximizar el concepto de cogeneración.

En invernaderos se reaprovecha los gases del sistema de cogeneración, previamente tratados con un catalizador como fertilización carbónica.

Otra modalidad es la denominada Tetrageneración, en la que además de las tres formas de energía anteriores se genera simultáneamente energía mecánica aprovechable por ejemplo, para generar Aire comprimido. En España hay pocos ejemplos de tetrageneración, pero la factoría FORD en Almussafes, tiene un buen ejemplo de planta

Maquinaria utilizada para instalaciones de cogeneración

• Turbina de vapor
  • Turbinas de vapor a contrapresión: cuando el volumen de vapor necesario para los servicios auxiliares es igual que el de la turbina.
  • Turbinas de vapor con toma intermedia, cuando sólo una parte del vapor de la turbina es necesario para los servicios auxiliares.

• Turbina de gas

• Motor de combustión interna

• Pila de combustible

• Microturbinas

• Motores Stirling

• Ciclos Rankine con fluido orgánico

Véase también

• Análisis Pinch
• Generación distribuida

Enlaces externos

• Tratamiento de las emisiones de cogeneración
• Gruppo AB. Fabricante de plantas de cogeneración llaves en mano
• COGEN Europe. Asociación Europea para la Promoción de la Cogeneración
• COGEN España. Asociación Española para la Promoción de la Cogeneración
• The World Alliance for Decentralized Energy
• Ejemplos de montajes en vertederos, invernaderos y con producción de frío
• repaso al estado del arte