Si alguna vez has tenido la inquietud de saber qué es una central de cogeneración, has llegado al lugar correcto para encontrar la respuesta. Este es un tema que ha levantado mucho interés en los últimos tiempos, motivado a la necesidad de aumentar la eficiencia energética. Esto como una de las medidas a seguir, para entrar en sintonía con los objetivos del Acuerdo de París.
Aquí vas a aprender qué es una central de cogeneración, sus principios de funcionamiento, sus tipos y las ventajas que puede proporcionarnos este tipo de sistemas.
¿Qué es una central de cogeneración?
Una central de cogeneración maneja una fuente de energía primaria para producir simultáneamente calor y electricidad en una sola instalación. Esto da como resultado una producción de energía superior a la que se lograría con dos fuentes de producción independientes.
Abarca una gama de tecnologías, pero estas siempre incluyen un generador de electricidad y un sistema de recuperación de calor. La cogeneración también se conoce como calor y energía combinados o por sus CHP.
Casi toda la energía térmica producida por los procesos de combustión no se disipa en el medio ambiente, como suele ocurrir con las plantas tradicionales, ya que este es recuperado y reutilizado. Las tecnologías de cogeneración más populares implican la combustión de combustibles como diésel, biogás, biometano, gas natural, GPL, aceite vegetal o biomasa.
¿Cómo funciona una central de cogeneración?
En las plantas convencionales eléctricas, la electricidad es generada al hervir agua, la cual crea el vapor que hace girar una turbina, la cual va a producir la energía cinética necesaria para generar electricidad. Combustibles fósiles como el carbón, el gas natural o el petróleo se utilizan para calentar el agua.
Cada paso de este proceso desperdicia energía, especialmente cuando el calor producido para generar vapor solo se descarga al cielo. Si la planta libera ese calor al medio ambiente como escape, representa un gran desperdicio de energía. Gran parte de ese calor se puede capturar y utilizar para otros fines.
Cuando se produce la reutilización del calor, la planta de energía funciona como un sistema de cogeneración. Debido a las ventajas de la cogeneración, solo se pierde entre un 10 % y un 30 % de la energía, lo que aumenta la eficiencia energética entre un 70 % y un 90 %.
Historia detrás de la Central de cogeneración
La combinación de calor con energía no es una idea nueva, ya que esta se remonta a los años 1880 y 1890, cuando fue utilizado por primera vez en Europa y Estados Unidos. Durante esos años, muchas industrias comenzaron a utilizar sus propias centrales eléctricas a carbón para producir la electricidad que alimentaba sus molinos, fábricas o minas.
El vapor que se generaba como un subproducto se utilizaba como energía térmica para diversos procesos industriales o para calentar el espacio. Thomas Edison fue quien diseñó y construyó la primera planta de energía comercial en el año 1982 en Estados Unidos y la cual resultó ser en definitiva una planta de cogeneración.
La estación Pearl Street de Edison en Nueva York suministraba vapor, a los fabricantes locales y también dio calefacción a los edificios cercanos.
Beneficios de emplear una Central de cogeneración
Hay varios beneficios al usar la cogeneración. Las principales razones para usar una Central de cogeneración son el que permite ahorrar energía y costos al reducir el consumo de combustible. Debido a que genera calor y electricidad simultáneamente, un sistema de cogeneración, puede beneficiar significativamente a los clientes comerciales e industriales.
Con una Central de cogeneración, al producir calor y electricidad a partir del mismo combustible, se aumenta la eficiencia energética, se garantiza el ahorro de costes y se protege el medio ambiente. Se necesita menos combustible para generar la misma cantidad de trabajo útil que se produciría en una central eléctrica convencional.
Una central de cogeneración a menudo funciona con eficiencias que oscilan entre un 50% y un 70% mayor a las de las centrales eléctricas de tipo convencional. La cogeneración de energía forma parte de la estrategia energética que impulsa la Unión Europea.
¿Qué puede lograr la tecnología de una Central de cogeneración eléctrica?
La tecnología que emplea una Central de cogeneración puede:
- Cuando se integra la generación de calor y electricidad en un solo generador, puede aumentar la efectividad general de la cantidad de energía que usa.
- Disminuir los costes de la energía.
- Reducir la dependencia de la red eléctrica, ya que a menudo hay un Central de cogeneración presente o cerca.
- Hacer que la probabilidad de cortes de energía por problemas en la red sea mucho menor.
- Fomentar la independencia energética y reducir las importaciones de energía.
- Reducir la cantidad de emisiones.
- Permitir utilizar fuentes de energía sostenibles, como la biomasa.
- Ser modificado para cumplir con los requisitos de todos los clientes, incluidos los residenciales.
- Incidir en la probabilidad de recibir incentivos financieros para iniciativas de eficiencia energética.
Tipos de centrales de Cogeneración
Las formas típicas en la que podemos encontrar una Central de Cogeneración incluye:
- Centrales de cogeneración de turbinas de gas que utilizan el calor residual de los gases de escape de las turbinas de gas.
- Centrales de cogeneración con motores de gas alternativo que son hasta una capacidad de 5 MW, más rentables que las turbinas de gas.
- Centrales de cogeneración con motor de biocombustible, las cuales son muy parecidas a las plantas de cogeneración con motor de gas y emplean un motor de gas alternativo modificado o un motor diésel, según el biocombustible que se utilice.
El uso de biocombustibles tiene la ventaja de reducir el uso de combustibles fósiles y, en consecuencia, las emisiones de carbono.
- Centrales eléctricas de ciclo combinado con conversiones a centrales de cogeneración.
- Centrales de cogeneración de vapor donde el condensador de vapor para la turbina de vapor es el sistema de calefacción.
- Las centrales nucleares también pueden equiparse con extracciones en las turbinas para purgar el vapor expandido parcialmente a un sistema de calefacción. Esto se da de la misma manera que las centrales eléctricas de turbinas de vapor normales. Por cada MW de pérdida de potencia, es factible extraer alrededor de 10 MW de calor.
