Sistemas de cogeneración (CHP)

En la generación eléctrica convencional, la mayor parte de la energía contenida en el combustible se pierde en forma de calor. La cogeneración (CHP, combined heat and power) recupera ese calor: el calor del escape y del agua de refrigeración del motor se convierte en agua caliente, vapor o calor de proceso. Así, del mismo combustible se obtienen electricidad y calor, y el rendimiento energético total puede alcanzar hasta el 90 %. Ofrecemos sistemas de cogeneración con motor de gas y cogeneración diésel para sitios sin red de gas.

Diseñamos los sistemas de cogeneración a medida de cada proyecto. Los ofrecemos llave en mano, incluidos la fabricación de tableros, la automatización, las instalaciones mecánicas, el montaje en sitio, las pruebas y la puesta en marcha.

¿Cómo funciona la cogeneración?

1. Generación de electricidad: El motor de combustión interna acciona el alternador y produce electricidad.
2. Recuperación del calor del agua de refrigeración: El calor del agua de las camisas del motor se transfiere al circuito de agua caliente mediante un intercambiador.
3. Recuperación del calor del escape: Los gases de escape pasan por un intercambiador de recuperación de calor o por una caldera de vapor; se obtiene agua caliente o vapor.
4. Uso del calor: El calor recuperado se utiliza para calefacción, agua caliente sanitaria, calor de proceso o calefacción de invernaderos.
5. Control: El sistema funciona automáticamente según la carga eléctrica y térmica de la instalación; puede operar en paralelo con la red o de forma independiente.

Generación convencional y cogeneración

	Generación separada (electricidad de red + caldera)	Cogeneración
Electricidad	Se toma de la red	Se produce en la instalación
Calor	Se produce quemando combustible en una caldera aparte	Se recupera del calor residual del motor
Rendimiento total	Bajo, por las pérdidas de calor	Hasta el 90 %
Consumo de combustible	Por separado para electricidad y calor	Ambos a partir de un solo combustible
Seguridad energética	Depende de la red	Puede funcionar en paralelo con la red o de forma independiente

Cogeneración con motor de gas y cogeneración diésel

Sistemas con motor de gas: Pueden construirse instalaciones aptas para gas natural, biogás y otros combustibles gaseosos. Es la solución habitual para instalaciones con muchas horas de funcionamiento al año y acceso a la red de gas.

Cogeneración diésel: En sitios sin red de gas, el calor del escape y del agua de refrigeración de los grupos electrógenos con motor diésel también puede aprovecharse mediante recuperación de calor. Los sitios remotos, los campamentos mineros y de obra y las instalaciones sin conexión a la red son los usuarios típicos de esta configuración. Seleccionamos nuestros grupos con motor diésel dentro del rango de 10–4125 kVA de nuestro catálogo según la carga eléctrica del proyecto; para las potencias más utilizadas, consulte las páginas de grupos electrógenos de 250 kVA, 500 kVA, 1000 kVA y 2000 kVA.

Hemos comparado las diferencias entre el motor de gas y el diésel en nuestro artículo grupo electrógeno a gas o diésel.

Componentes principales del sistema

• Grupo motor–alternador: El grupo que genera la electricidad, seleccionado según la carga eléctrica de la instalación.
• Intercambiador del agua de camisas: Transfiere el calor del agua de refrigeración del motor al circuito de agua caliente.
• Intercambiador de escape o caldera de vapor: Obtiene agua caliente o vapor a partir del calor de los gases de escape.
• Aerorrefrigerador de emergencia: Mantiene la refrigeración del motor cuando baja la demanda de calor.
• Cuadro de control y sincronización: Gestiona conjuntamente la parte eléctrica y la térmica y permite el funcionamiento en paralelo con la red.

¿Para quién es adecuada?

Empresas que necesitan electricidad y calor a la vez durante todo el año:

• Instalaciones industriales y empresas en parques industriales (calor de proceso, vapor)
• Hospitales y campus de salud (agua caliente, calefacción, esterilización)
• Hoteles y centros comerciales (calefacción, agua caliente sanitaria, piscina)
• Centros de datos (refrigeración mediante trigeneración)
• Invernaderos (calefacción; según el proyecto, aprovechamiento de los gases de escape)

Para que la cogeneración sea eficiente, el calor debe utilizarse de forma regular. En instalaciones que solo necesitan calor durante unos pocos meses al año, la viabilidad se evalúa según las horas de funcionamiento anuales.

Beneficios

• Reducción de los costos de electricidad y calefacción
• Aprovechamiento del calor residual como energía
• Menos combustible para la misma energía y menores emisiones de carbono
• Funcionamiento independiente de la red o en paralelo con la red
• Mayor seguridad energética de la instalación ante cortes de la red

Operación en paralelo con la red y sincronización

Los sistemas de cogeneración suelen funcionar en paralelo con la red: el sistema cubre parte o la totalidad de la demanda eléctrica de la instalación y el resto se toma de la red. Para ello se utiliza un tablero de sincronización entre el generador y la red. En sistemas con varios motores, los grupos también funcionan sincronizados entre sí y la carga se reparte entre ellos según la demanda de calor. En grandes instalaciones, el sistema puede conectarse en media tensión.

Etapas de un proyecto llave en mano

1. Viabilidad: Se analizan el perfil de consumo eléctrico y térmico, las horas de funcionamiento anuales y los costos de combustible.
2. Diseño: Se definen la potencia del motor, los equipos de recuperación de calor, el tablero y la arquitectura de automatización.
3. Fabricación y montaje: Se realizan la fabricación del tablero, las instalaciones mecánicas y el montaje en sitio.
4. Pruebas y puesta en marcha: El sistema se prueba y se pone en marcha junto con su parte eléctrica y térmica.
5. Operación y mantenimiento: El sistema se supervisa de forma continua con mantenimiento periódico y monitoreo remoto.

Datos necesarios para la cotización

• Consumo eléctrico horario o mensual
• Demanda de calor y su tipo (agua caliente, vapor, calor de proceso)
• Horas de funcionamiento anuales y combustible que se utilizará
• Condiciones de conexión a la red y sistema de calefacción existente

Analicemos juntos el perfil energético de su instalación: solicite una cotización. Para la instalación y el mantenimiento, consulte nuestros servicios de instalación y puesta en marcha y de servicio técnico de grupos electrógenos.