01 tecnologias disponibles de cogeneracion pdf
DESCRIPTION
Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDFTRANSCRIPT
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 1/27
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 2/27
Tabla de Contenido
Que es CogeneraciónDefinición de CogeneraciónBeneficios de la CogeneraciónEsquemas de Generación
Criterios de DiseñoModos de OperaciónModo IslaModo de Sincronía
Modo en Paralelo con la redCogeneraciónTecnologías para Cogeneración
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 3/27
Cogeneración (CHP)
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 4/27
¿Qué es Cogeneración?
Un sistema de Cogeneración es una formaespecifica de generación distribuida, el cual refiere a unaubicación estratégica del sistema de generación de energíaeléctrica cerca de la planta productiva; para cubrir lasnecesidades de energía.
La cogeneración incrementa las ventajas de la generacióndistribuida por la generación simultanea de energía térmicay eléctrica incrementando la eficiencia total del sistema.
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 5/27
¿Qué es Cogeneración?
La Cogeneración se define como la producciónsecuencial de energía eléctrica y/o mecánica y de energíatérmica aprovechable en los procesos industriales ycomerciales a partir de una misma fuente de energíaprimaria.
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 6/27
¿Qué es Cogeneración?
Para la Ley del Servicio Publico de Energía Eléctrica(LSPEE) de México, se considera cogeneración a cualquierade los siguientes casos:1) La generación de energía eléctrica producida
conjuntamente con vapor u otro tipo de energíatérmica secundaria, o ambos.2) Cuando la energía térmica no aprovechada en los
procesos se utilice para la producción directa de energíaeléctrica.
3) Cuando se utilicen combustibles producidos en susprocesos para la generación directa o indirecta deenergía eléctrica.
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 7/27
Beneficios de la Cogeneración
Existen beneficios tangibles para las empresas queoperen con un sistema de cogeneración, tales como:
• Mayor eficiencia y confiabilidad de la energía utilizada ensus procesos.
• Disminución de la factura energética (electricidad ycombustible)
• Mayor calidad de la energía utilizada.•
Incremento de competitividad por reducción de costos deproducción.
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 8/27
Conversión de la Energía
Fuel-Coal,Gas, other
Process
KWH for Customer
LOADWORKHEAT
Fuel-Gas
Diesel,other CHP System
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 9/27
Esquema Actual de la GeneraciónDistribuida
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 10/27
Generación Distribuida conCogeneración
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 11/27
SHP VS CHP
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 12/27
Balance de Térmico
E L E
C T R I C A L
O U T P U T
3 9 . 3 3 %
E X A U S T H E
A T
3 5 . 8 2
%
TOTAL HEAT INPUT
JACKET WATER HEAT8.03%I STAGE A/C HEAT
7.24%
LUBE OIL HEAT3.15%II STAGE A/C HEAT
2.96%
GENERATOR HEAT0.96%
RADIATED HEAT2.51%
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 13/27
Criterios de Diseño
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 14/27
Criterios de Diseño
En el diseño eléctrico, se configura el sistema parasatisfacer los requerimientos eléctricos.
En el diseño térmico, sistema se configura parasatisfacer los requerimientos térmicos. Al configurar elsistema para cubrir la totalidad de la demanda térmica,normalmente se obtendrán excedentes eléctricos, los cualespodrán entregarse a establecimientos asociados al permisode cogeneración o al SEN.
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 15/27
Modos de Operación
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 16/27
Modo Isla
Breaker Bus bar
Engine
Load
Control:• Frequency [Hz]• Voltage [V]
ControlPanel
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 17/27
Motogeneradores en Sincronía
Synchronisation
CAN3:Link Bus
Control:• Frequency [Hz]• Load Sharing [kW]• Voltage [V]• Power Factor [< o]
And:• Load Shedding [kW]• Load Shedding [Hz]• Load Sense / Load Demand• Auto Sequence
CAN3:
Link Bus
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 18/27
Paralelo con la RED (SEN)
Bus bar
Utility
Control:• Engine Load [kW]• Power Factor [< o]
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 19/27
CogeneraciónControl:• Central Heating• Jacket Water Temp• After Cooler Temp• Exhaust Heat Recovery
CentralHeating
HeatExchanger
Dry Cooler
Control Valve
CoolingCircuit
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 20/27
Tecnologías de Cogeneración
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 21/27
Tecnología Ventajas Desventajas Capacidad
Turbina de Gas Alta confiabilidadBajas emisionesGran cantidad de calor disponibleSistema de enfriamiento no requerido
Requiere alta presión de gas ocompresor de gasBaja eficiencia a baja cargaPerdida de potencia por condicionesambientales
500 kW a 250MW
Micro turbina Pequeño numero de partes en movimientoTamaño compacto y ligeroBajas emisiones
Sistema de enfriamiento no requerido
Alto costo de inversiónRelativa baja eficiencia mecánicaLimitado a aplicaciones de cogeneración
de baja temperatura
30 kW a 1MW
MotorReciprocante
(SI / CI)
Alta eficiencia eléctrica con flexibilidad paracargas parcialesArranque rápidoRelativo bajo costo de inversiónOperación en modo islaMantenimiento mayor localOperación a baja presión de gas
Elevados costos de mantenimientoLimitado a aplicaciones de cogeneraciónde baja temperaturaSistema de enfriamiento es requeridoAltos niveles de ruido
400 kW a 10MW
Turbina devapor
Alta eficiencia en promedioCualquier tipo de combustible puede serusadoCapaz de cumplir con la demanda térmicade mas de un sitioLargo tiempo de vida y confiabilidadRelación de potencia eléctrica/calor variable
Arranque lentoBaja relación de potencia eléctrica/calor
50 kW a 250MW
Célula de
Combustible
Bajo nivel de emisiones y ruido
Alta eficiencia en cualquier factor de cargaDiseño modular
Alto costo de inversión
Baja durabilidad y densidad de potenciaCombustible requiere ser procesado
5 kW a 2 MW
Resumen de Tecnologías CHP
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 22/27
Resumen de TecnologíasTecnología Turbina de
Vapor
Motor
Reciprocante
Turbina de
Gas
Micro
turbina
Célula de
CombustibleEficiencia Eléctrica (HHV) 15 - 38% 36 - 48% 22 - 36% 18 - 27% 30 - 63%
Eficiencia Global (HHV) 80% 70 - 80% 70 - 75% 65 - 75% 55 - 80%
Eficiencia Efectiva 75% 70 - 80% 50 - 70% 50 - 70% 55 - 80%
Capacidad típica (MWe) 0.5 – 250 0.4 - 10 0.5 – 250 0.03 – 1 0.005 - 2
Típica relación potencia eléctrica/calor 0.1 - 0.3 0.5 – 1 0.5 - 2 0.4 - 0.7 1 – 2
Operación con Carga parcial Muy buena Muy Buena Pobre Muy Buena Buena
Costo de Instalación CHP ($usd/kWhe) 430 - 1100 1100 - 2200970 - 1300
(5 - 40 MW)2400 – 3000 5000 – 6500
Costo O & M ($USD/kWhe) <0.005 0.009 - 0.022 0.004 - 0.011 0.012 - 0.025 0.032 - 0.038
Disponibilidad Cerca 100% 92-97% 90-98% 90-98% >95%
Horas para Overhaul >50000 50000 - 60000 25000 - 50000 20000 - 40000 32000 - 64000
Tiempo de arranque 1 h –
1dia 10 s 10 min –
1 h 60 s 3 h –
2 díasPresión de combustible (psig) n/a 50 – 70 100 – 500 50 – 80 0.5 – 4.5
Combustibles TodosNG, Biogas,
PropanoNG, Biogas,
PropanoNG, Biogas,
PropanoHidrogeno, NG,
Propano
Ruido Alto Alto Moderado Moderado Bajo
Usos potencia térmicaVapor BP .
APAgua caliente y
vapor BPAgua caliente yvapor BP y AP
Densidad de potencia (kW/m2)
NOx lb MMBTU
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 23/27
CHP con Motores reciprocantes
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 24/27
CHP con turbinas a Gas
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 25/27
CHP con Micro Turbinas
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 26/27
PrecioPoder
Calorífico (d) Precio Actual
Costo
de Generación(a)
$ Unidad GJ/m3 $/GJ $/kWh $/kWh
DIESEL 11.89 $/lt 36.2158 286.62 1.03 2.39
GAS L.P. 5.78 $/lt 25.7907 224.29 0.81 1.87
COMBUSTÓLEO (b) 7.04 $/lt 39.3999 178.76 0.64 1.49
GAS NATURALDoméstico (C)
131.79 $/GJ 0.03542 131.79 0.47 1.1
GAS NATURALIndustrial (C)
74.66 $/GJ 0.03542 74.66 0.27 0.62
Precios de agosto de 2013• Se considera una eficiencia el éctrica de 43.1% el éctrica.• Se considera el precio de agosto 2013.• Se considera el precio de agosto 2013 y el precio de la mol écula de gas naturalpara la Zona Centro y un consumo de 200 m3/h.•
Se consideran los Poderes Calor í ficos Inferiores publicados en la CONUEE.
Costo de Generación con MCI
7/17/2019 01 Tecnologias Disponibles de Cogeneracion PDF
http://slidepdf.com/reader/full/01-tecnologias-disponibles-de-cogeneracion-pdf 27/27