En estas condiciones, se puede concluir que el sistema CHP no es económicamente viable. Según datos de la Agencia Internacional de la Energía (AIE), en la figura 2.4.1 se muestra la contribución porcentual de la cogeneración de los distintos países del mundo [5].
Contexto energético argentino
Si se analiza la producción eléctrica, casi el 64% de la electricidad proviene de sistemas térmicos convencionales: turbina de gas, turbina de vapor, ciclo combinado y diésel (figura 2.5.1.2). Si se divide la generación por tipo, se puede observar en el gráfico 2.5.1.4 que existen casi el 95% de máquinas generadoras y muy poca participación de cogeneradores y autogeneradores.
Análisis de la cogeneración en el país
En el mercado eléctrico mayorista (MEM) existen tres grados diferentes entre los que puede elegir una instalación de cogeneración: autoproductor, cogeneración y autoproductor distribuido. Estos tres agentes reciben el mismo trato que el resto de los generadores a la hora de vender su energía en el MEM.
Barreras a la cogeneración
El desconocimiento de la tecnología por parte de los usuarios reduce la demanda de uso de estos sistemas. Estos pueden variar desde sistemas de distribución de vapor de baja presión hasta escapes de turbinas, pasando por calderas de recuperación para extraer energía de los gases producidos en una turbina de gas o un motor de combustión interna.
Ciclo de trabajo termodinámico
Mayor producción eléctrica respecto a una turbina de contrapresión y con el mismo consumo de vapor de proceso. Las figuras 3.2.1.1 y 3.2.1.2 muestran un diagrama general del flujo de energía en una planta de cogeneración con turbina de vapor [2].
Ciclo de trabajo termodinámico
Sin embargo, en aquellos procesos en los que se puede adaptar, la eficiencia de la Cogeneración alcanza valores similares a los de las turbinas de gas (85%).
Ciclo de trabajo termodinámico
Las Figuras 3.5.1 y 3.5.2 muestran el diagrama de Sankey y el esquema de cogeneración de ciclo combinado con turbina de gas. También es posible utilizar el calor de los gases de escape de la turbina de vapor, en cuyo caso se mejora la eficiencia general.
Micromotores alternativos
La Figura 3.6.1 muestra el esquema de una planta de cogeneración con motores alternativos de ciclo combinado. Los motores disipan el calor a través de circuitos de agua de refrigeración y de gases de escape.
Microturbinas de gas
Los sistemas de cogeneración están determinados por el mejor aprovechamiento de la energía contenida en el combustible, que se cuantifica en el rendimiento global (RG). A continuación, en la tabla 3.7.3.2, se presenta una tabla que resume las principales características de los sistemas de cogeneración más utilizados.
Ciclos “bottoming”
Ciclos “topping”
La Figura 3.8.2.2.2 muestra un esquema simplificado de sistemas de cogeneración con turbina de gas en circuito cerrado para la preparación de agua caliente. En el caso de la cogeneración de ciclo abierto, la tecnología es bien conocida. Llegados a este punto resulta interesante comentar los estudios sobre valores BETA para sistemas de cogeneración con turbinas de gas.
Operación en paridad térmica
Dependiendo de la empresa (industrial o terciaria), esta limitación puede ser más o menos importante para determinar la capacidad de la planta y no su modo de funcionamiento. El modo de operación ideal sería aquel donde exista equilibrio (esto implica ALFA = BETA) y que el sistema de generación de energía opere en el punto de energía recomendado, sin superávits ni déficits, es decir, buscando simultáneamente generación de energía y suministro de calor (E = E´ y S=S´). Existe además un cuarto modo de funcionamiento, que puede resultar económicamente conveniente en situaciones excepcionales:
Operación en paridad eléctrica
Este modo de funcionamiento es prácticamente imposible, ya que en un proceso real de una instalación (industrial o terciaria) no existen requisitos regulares y uniformes, sino que son bastante variables. Luego se elige el modo de funcionamiento en función de la superioridad de una modalidad energética (eléctrica o térmica y térmica) sobre otra, para determinar qué producto principal debe estar entre estas modalidades, según los objetivos de instalación del sistema. equipo. También existe un cuarto modo de funcionamiento que puede resultar económicamente conveniente en situaciones excepcionales (períodos pico o base), de modo que la electricidad sea el producto principal y la calefacción sea un subproducto de la producción de cogeneración.
Operación económica
Si el calor producido es insuficiente para cubrir las necesidades del negocio, se puede añadir un sistema auxiliar para compensar la diferencia.
Operación con cargas parciales
Dentro de lo expuesto hasta ahora, y dependiendo del nivel de capacidad de las plantas de cogeneración en las empresas del sector terciario, se puede observar que existen básicamente tres tipos de tecnologías que se pueden aplicar a este sector: Pequeñas turbinas de vapor, pequeñas turbinas de gas turbinas y motores de combustión interna. Las plantas de cogeneración que utilizan pequeñas turbinas de vapor tienen elevados costes de capital y una baja relación entre electricidad y calor producido. Debido al bajo nivel de demanda térmica del sector terciario en comparación con el de la industria, se puede concluir que las tecnologías que utilizan pequeñas turbinas de gas y motores de combustión interna se adaptan más adecuadamente a las necesidades energéticas de ese sector en las zonas urbanas [once].
Emisiones atmosféricas de las plantas de cogeneración
En el caso de combustibles prácticamente libres de azufre, como el gas natural o el GLP, la emisión es insignificante y sólo en el caso de motores diésel que queman gasóleo es significativa. En el caso de las turbinas de gas, el contaminante más importante es el NOx. En el caso de los motores diésel nos volvemos a encontrar con el problema de los óxidos de nitrógeno que se pueden reducir mediante un procedimiento similar, ya sea inyectando agua con el combustible o con aire.
Emisiones del gas natural
Sin embargo, la quema de este combustible expulsa a la atmósfera gases contaminantes a altas temperaturas, en el funcionamiento normal de las máquinas. En la atmósfera, el NO se oxida rápidamente formando NO2, proceso que se acelera debido a la presencia de la luz solar, el efecto fototérmico y la materia orgánica presente en el aire. Muchos hidrocarburos presentes en la atmósfera provienen de la combustión incompleta de combustibles, así como de la evaporación de estos combustibles y de otros materiales, como los disolventes orgánicos.
Eficiencia ecológica
Los ciclos combinados de combustión de gas natural reducen prácticamente un 33% de las emisiones de CO2 respecto a los ciclos convencionales [21]. Este dimensionamiento de la planta requiere un análisis de los distintos procesos que requieren calefacción en el hospital y sus necesidades energéticas. A partir de entrevistas con el personal administrativo y de mantenimiento de la institución, tuvimos acceso a datos sobre el consumo energético del hospital, así como a las características técnicas de los equipos actualmente existentes y los hábitos de consumo de la institución.
Demanda de Energía Térmica
Se multiplicó el porcentaje de uso de calefacción por la potencia máxima de combustión de la caldera y se obtuvo la potencia de calefacción en kcal/h. Para obtener la energía total de calefacción, se multiplica el consumo total en m3 por 11,7 kWh/m3, que es el factor de conversión del poder calorífico del gas. Se puede observar que el consumo de agua caliente sanitaria se mantiene casi constante durante todo el año, en cambio, el consumo de calefacción muestra un aumento notorio durante la temporada de invierno.
Demanda de Energía Eléctrica
La Figura 4.2.1.1 muestra el consumo mensual de cada equipo, así como el consumo total. En la figura 4.2.2.1 se pueden observar los requerimientos de potencia eléctrica de cada conexión y en la figura 4.2.2.4 se muestra la potencia total que requiere toda la instalación durante un año. En la figura 4.2.2.5 se detalla el consumo de energía eléctrica de cada conexión dividido en periodos punta, descanso y valle, y en la figura 4.2.2.8 se muestra el consumo energético total de toda la instalación durante un año.
Campo de aplicación de la sección 710 de las normativas de A.E.A. 62
Las salas de uso médico, que están conectadas entre sí por su función con finalidad médica o equipo electromédico común, forman un grupo de salas. Esto puede aplicarse a quirófanos y salas asignadas directamente para actividades médicas, como la sala de yeso, la sala de preparación, la sala de derivación y la sala de control. A la hora de planificar instalaciones de energía eléctrica en hospitales, en la mayoría de los casos no está previsto el posible uso de equipos electromédicos de acuerdo con las especificaciones, por ejemplo en habitaciones de hospitales.
Requisitos para la alimentación de energía
La asignación de tipos de habitaciones (columna 2) a grupos de aplicaciones está determinada por el tipo de aplicación médica prevista (columna 3) y el equipo médico. Por lo tanto, en caso de duda, no se debe utilizar el grupo de aplicación 0.
Alimentación de energía eléctrica en salas de grupo de aplicación 2 66
Disponibilidad ilimitada y permanente como fuente de energía eléctrica para los consumidores del suministro de energía eléctrica de emergencia. Debe respetarse el suministro independiente y seguro del combustible del motor de accionamiento, al menos para los consumidores del suministro eléctrico de emergencia, teniendo en cuenta la duración del funcionamiento nominal predeterminada en las normas y/o reglamentos. En el caso de una unidad de cogeneración, la evaluación del grado de cumplimiento de estos criterios para una planta modular que genere energía y calor de forma combinada está permitida como fuente de energía y deberá realizarse mediante el ensayo especializado para cada caso individual en particular.
Comentarios sobre la reglamentación
Se puede observar claramente que la instalación cuenta con tres fuentes de energía, desde tres puntos diferentes: desde el equipo de cogeneración, desde el grupo electrógeno y desde el distribuidor local. La correcta implementación de cualquier sistema de cogeneración dependerá principalmente de la relación energía térmica/electricidad, el tiempo de operación anual de los procesos en los que se aplica y la variación de la demanda eléctrica, entre otros. En el presente trabajo se propone el diseño de la planta de cogeneración del hospital de acuerdo con la alternativa C.
Cálculo de caudales y bombas
Salida de gases de escape 11. Salida de agua de proceso 12. Entrada de agua del grifo 14. T14 55 ºC Temperatura de salida de agua caliente Los cálculos de flujo se basan en el principio de equilibrios de entalpía de la siguiente manera: . A partir de este caudal másico se determina el caudal de agua caliente y a continuación se selecciona la bomba de agua adecuada.
Selección de la tecnología más adecuada
Este capítulo examina la viabilidad económica de instalar equipos de cogeneración seleccionados. El cálculo de la inversión en activos fijos se realiza según el método de evaluación por factores (Chilton. Los costos de mantenimiento, seguros e impuestos sobre equipos se calculan como porcentaje de la inversión en activos fijos, según [18].
Cálculos de emisiones en el proceso de combustión del gas natural 93
En estas condiciones, se puede concluir que el sistema CHP no es económicamente viable. M., “Estudio de viabilidad técnico-económica de una planta de cogeneración en un hospital”, Universidad Carlos III de Madrid, Escuela Politécnica Superior, (octubre 2015). 14] Dueñas Jiménez, R., “Análisis técnico económico de generación distribuida - microturbinas de gas natural para la comunidad de San José de Parcco”, Universidad Nacional de Ingeniería del Perú, Facultad de Ingeniería Mecánica, (2005).
Análisis de costos
Microturbina elegida
Boletas
Paper CLAGTEE 2019
- I NTRODUCCIÓN
- D EMANDA ENERGÉTICA DEL HOSPITAL
- Demanda de energía térmica
- Demanda de energía eléctrica
- N ORMATIVA EN ARGENTINA
- D IMENSIONAMIENTO DEL EQUIPO DE COGENERACIÓN
- Proceso termodinámico
- Selección de la microturbina
- A NÁLISIS ECONÓMICO
- Inversión
- Costos
- Punto de equivalencia
- TIR, VP, tiempo de repago
- Escenario hipotético con venta de energía eléctrica excedente a la red
- A NÁLISIS AMBIENTAL
- C ONCLUSIONES
- R EFERENCIAS
- B IOGRAFÍAS
En esta parte se examina la viabilidad económica de instalar equipos de cogeneración seleccionados. Los costos de los insumos necesarios para operar la planta (gas natural y electricidad, dependiendo de la alternativa estudiada) y los costos asociados a la operación de la maquinaria, tales como mantenimiento, depreciación de la maquinaria, impuestos, seguros, etc., pagos a la planta. operadores, entre otros [9]. Sin embargo, cabe señalar que la posibilidad de vender el exceso de electricidad reduce el retorno de la inversión a más de la mitad.
