renac chp 12 bpp sp

20
19.08.2013 1 Cogeneración Proyectos www.renac.de 1 www.renac.de 1 Trennfolientitel hinzufügen Renewables Academy RENAC Suministro de calor para una clínica de gran tamaño Proyectos de Buenas Prácticas Descripción Red de calefacción urbana mediante un motor de gas existente que funciona con biogás para dar suministro a una gran clínica. Construcción de una tubería para la transferencia del fluido térmico desde la planta de biogás a la clínica (aprox. 1,5 km www.renac.de 2 Construcción de un tanque de almacenamiento de calor Sistemas de control para la red de calefacción

Upload: others

Post on 26-Jul-2022

5 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

1

Cogeneración

Proyectos

www.renac.de 1www.renac.de 1

Trennfolientitel hinzufügen

Renewables Academy RENAC

Suministro de calor para una clínica de gran tamaño

Proyectos de Buenas Prácticas

Descripción

Red de calefacción urbana mediante un motor de gas existente que funciona con biogás para dar suministro a una gran clínica.

▪ Construcción de una tubería para la transferencia del fluido térmico desde la planta de biogás a la clínica

(aprox. 1,5 km

www.renac.de 2

▪ Construcción de un tanque de almacenamiento de calor

▪ Sistemas de control para la red de calefacción

Page 2: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

2

Suministro de calor para una clínica de gran tamaño

Proyectos de Buenas Prácticas

Manderscheid,

Renania Palatinao

Centro Eifelklinik

Red de calor

www.renac.de 3

Planta de biogas

Parámetros de diseño

Proyectos de Buenas Prácticas

Suministro de calor para una clínica de gran tamaño

Parámetros de diseño

▪ Demanda total de calor de los edificios: aprox. 4,500.000 kWh

▪ Carga térmica total: 3,5 MWt

▪ Niveles de temperatura para el demandante de calor:

▪ Secundario 80/60

▪ Primario 85/65

www.renac.de 4

▪ Carga térmica de la unidad de cogeneración : 290 kW

▪ Opción para un posterior suministro de calor con biomasa

▪ Operación según la ley alemana sobre vertido de energía a la red pública a partir de generación con fuentes de energía renovable.

Page 3: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

3

Dimensionamiento - Patrones de consumo

Proyectos de Buenas Prácticas

Suministro de calor para una clínica de gran tamaño

Dimensionamiento - Patrones de consumo

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

Th

erm

a lo

ad

[k

W]

Ho

sp

ital

Th

erm

al lo

ad

pro

fil

www.renac.de 5

0

500

1.000

1.500

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000

Th

erm

a lo

ad

[k

W]

Hours per year

Ho

sp

ital

Th

erm

al lo

ad

pro

fil

Dimensionamiento - Patrones de consumo

Proyectos de Buenas Prácticas

Suministro de calor para una clínica de gran tamaño

Dimensionamiento - Patrones de consumo

1.500

2.000

2.500

3.000

3.500

Th

erm

al L

oa

d [k

W]

Peak load

Ho

sp

ital

Th

erm

al lo

ad

pro

file

Pico

www.renac.de 6

0

500

1.000

1.500

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000

Th

erm

al L

oa

d [k

W]

Hours per Year

Ho

sp

ital

Th

erm

al lo

ad

pro

file

Base loadBase

Page 4: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

4

Conexión del sistema I

Proyectos de Buenas Prácticas

Suministro de calor para una clínica de gran tamaño

Conexión del sistema I

80°C

60°C

85°C

65°C

90°C

60°C

Unidad de

Clínica

www.renac.de 7

Unidad de

Cogeneración

Conexión del sistema II

Proyectos de Buenas Prácticas

Suministro de calor para una clínica de gran tamaño

Conexión del sistema II

www.renac.de 8

Page 5: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

5

Conexión del sistema III

Proyectos de Buenas Prácticas

Suministro de calor para una clínica de gran tamaño

Conexión del sistema III

www.renac.de 9

Rendimiento económico

Proyectos de Buenas Prácticas

Suministro de calor para una clínica de gran tamaño

Rendimiento económico

Parámetros económicos Cantidad (€)

Inversiones en la red de calefacción 417.837

Inversión en conexión 130.303

Otros costes 177.500

Inversión Total 725.640

www.renac.de 10

Inversión Total 725.640

Costos anuales totales 25.508

Ingresos anuales 81.510

TIR18 10,3%

Page 6: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

6

Descripción

Suministro de calor una gran escuela y centro de natación

Proyectos de Buenas Prácticas

Un motor de gas existente funciona con biogás parasuministrar calor a una gran escuela de educaciónsecundaria y una piscina pública a través de la red de calefacción urbana.

▪ Remodelación de la planta de biogás

▪ Construcción de un gasoducto de biogás y de la

estación de alimentación (aprox. 4.5 km)

www.renac.de 11

estación de alimentación (aprox. 4.5 km)

▪ Construcción del motor en las inmediaciones de los demandantes el calor

▪ Operación según la ley alemana sobre vertido de energía a la red pública a partir de generación con fuentes de energía renovable.

Suministro de calor una gran escuela y centro de natación

Proyectos de Buenas Prácticas

CogeneraciónBiogas Prüm

www.renac.de 12

Planta Biogas

Giesdorf

Tubería Biogas

Page 7: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

7

Parámetros de diseño

Suministro de calor una gran escuela y centro de natación

Proyectos de Buenas Prácticas

Parámetros de diseño

▪ Demanda total de calor de los edificios: aprox. 2.282.000 kWh

▪ Carga térmica total: 1,3 MWt

▪ Niveles de temperatura para el demandante de calor:

▪ Secundario 80/60

▪ Primario 85/65

www.renac.de 13

Dimensionamiento - Perfil de carga combinada de ambas demandas

Suministro de calor una gran escuela y centro de natación

Proyectos de Buenas Prácticas

Dimensionamiento - Perfil de carga combinada de ambas demandas

600

800

1.000

1.200

1.400

Th

erm

a lo

ad

[k

W]

Ho

sp

ital

Th

erm

al lo

ad

pro

fil

www.renac.de 14

0

200

400

600

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000

Th

erm

a lo

ad

[k

W]

Hours per year

Ho

sp

ital

Th

erm

al lo

ad

pro

fil

Page 8: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

8

Dimensionamiento - Perfil de carga combinada de ambas demandas

Suministro de calor una gran escuela y centro de natación

Proyectos de Buenas Prácticas

600

800

1.000

1.200

1.400

Th

erm

al L

oa

d [

kW

]

Pico

Ho

sp

ital

Th

erm

al lo

ad

pro

file

Dimensionamiento - Perfil de carga combinada de ambas demandas

www.renac.de 15

0

200

400

0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000

Th

erm

al L

oa

d [

kW

]

Hours per Year

Ho

sp

ital

Th

erm

al lo

ad

pro

file

Base

Conexión del sistema I

Suministro de calor una gran escuela y centro de natación

Proyectos de Buenas Prácticas

Conexión del sistema I

80°C

60°C

85°C

65°C

90°C

60°C

Unidad de

Escuela

www.renac.de 16

80°C

60°C

85°C

65°C

Unidad de

cogeneración

Centro de natación

Page 9: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

9

Conexión del sistema II

Suministro de calor una gran escuela y centro de natación

Proyectos de Buenas Prácticas

Conexión del sistema II

www.renac.de 17

Conexión del sistema III

Suministro de calor una gran escuela y centro de natación

Proyectos de Buenas Prácticas

Conexión del sistema III

www.renac.de 18

Page 10: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

10

Conexión del sistema IV

Suministro de calor una gran escuela y centro de natación

Proyectos de Buenas Prácticas

Conexión del sistema IV

www.renac.de 19

Rendimiento económico

Suministro de calor una gran escuela y centro de natación

Proyectos de Buenas Prácticas

Rendimiento económico

Parámetros económicos Cantidad (€)

Inversión Planta de biogás 1.243.572

Inversión motor de cogeneración 331.000

Inversión tuberías biogás 434.832

Inversión Total 2.009.404

www.renac.de 20

Costos anuales totales 445.189

Ingresos anuales 763.800

TIR 20 12,3%

Page 11: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

11

Suministro de electricidad y calefacción para la industria química

Proyectos de Buenas Prácticas

Descripción

Oferta complementaria de electricidad y calor a través de una microturbina de gas

▪ Construcción de la microturbina de gas (sin considerarinstalación)

▪ Conexión de la instalación

www.renac.de 21

▪ Construcción de un tanque de almacenamiento de calor

▪ Sistemas de control para la red de calefacción

▪ Precios de la energía elevados � generación propia

Parámetros de diseño

Suministro de electricidad y calefacción para la industria química

Proyectos de Buenas Prácticas

Parámetros de diseño

▪ Varias líneas de vapor (12, 6, 3, 1,5 bar)

▪ Uso parcial del vapor para la calefacción

▪ Flujo de vapor máximo (1 línea de 6 bar) para la

calefacción: 0,54 t / h

▪ Flujo de vapor máximo (1 línea de 1,5 bar) para la calefacción: 0,42 t / h

www.renac.de 22

calefacción: 0,42 t / h

Page 12: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

12

Dimensionamiento - Perfil de Carga térmica

Suministro de electricidad y calefacción para la industria química

Proyectos de Buenas Prácticas

www.renac.de 23

Dimensionamiento - Perfil de carga eléctrica

Suministro de electricidad y calefacción para la industria química

Proyectos de Buenas Prácticas

www.renac.de 24

Page 13: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

13

Suministro de electricidad y calefacción para la industria química

Proyectos de Buenas Prácticas

Microturbina de gas Capstone C200

www.renac.de 25

Equipo seleccionado

Suministro de electricidad y calefacción para la industria química

Proyectos de Buenas Prácticas

Equipo seleccionado

▪ Microturbina de gas

▪ Capacidad eléctrica de 190 kW

▪ Eficiencia eléctrica 31%

▪ Temperatura del gas de escape 280 °C

▪ Flujo de gas de escape 1,3 kg/s

www.renac.de 26

▪ Flujo de gas de escape 1,3 kg/s

Page 14: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

14

Análisis Pinch

Suministro de electricidad y calefacción para la industria química

Proyectos de Buenas Prácticas

100

150

200

250

300

Te

mp

era

tur

[°C

]

flue gas

Heating

Evaporation

Overheating

T Pinch

www.renac.de 27

0

50

100

0 100 200 300

Te

mp

era

tur

[

H_Point [kW]

Conexión de la instalación

Proyectos de Buenas Prácticas

Suministro de electricidad y calefacción para la industria química

Conexión de la instalación

Distribución del calor

www.renac.de 28

Page 15: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

15

Conexión de la instalación

Proyectos de Buenas Prácticas

Suministro de electricidad y calefacción para la industria química

Conexión de la instalación

Distribución de energía

www.renac.de 29

Rendimiento económico

Proyectos de Buenas Prácticas

Suministro de electricidad y calefacción para la industria química

Rendimiento económico

Parámetros económicos Cantidad (€)

Inversión turbina de Gas 340.000

Inversión conexión 226.000

Inversión Otros 83.000

Inversión Total 649.000

www.renac.de 30

Costos anuales totales 175.000

Costes anuales de OyM 31.500

Ingresos anuales 290.800 / 226.300

TIR 20 15,8%

Page 16: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

16

Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria

Proyectos de Buenas Prácticas

Descripción

Oferta complementaria de electricidad y calor a través de una motor de gas de cogeneración

▪ Construcción del grupo moto-generador (sin considerarinstalación)

▪ Conexión de la instalación

www.renac.de 31

▪ Construcción de un tanque de almacenamiento de calor

▪ Sistemas de control para la red de calefacción

▪ Precios de la energía elevados � generación propia

Parámetros de diseño

Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria

Proyectos de Buenas Prácticas

Parámetros de diseño

▪ Caldera de vapor para la producción - combustible

Diesel

▪ Producción de vapor 1,6 t/h, 12 bar

▪ Calderas para calefacción - 1120 kW - CombustibleDiesel

▪ Temperaturas de calentamiento 85/70 °C

www.renac.de 32

▪ Temperaturas de calentamiento 85/70 °C

▪ Suministro acutal desde la red pública

Page 17: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

17

Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria

Proyectos de Buenas Prácticas

Perfil de carga térmica para calefacción (approx.)

200

250

300

350

400

450

Th

erm

al lo

ad

in k

W

Perfil de carga térmica para calefacción (approx.)

www.renac.de 33

0

50

100

150

1 101 201 301

Th

erm

al

Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria

Proyectos de Buenas Prácticas

1000

Perfil de consumo elécrico

400

500

600

700

800

900

1000

Po

wer

load

(kW

)

Load …

www.renac.de 34

0

100

200

300

400

1 101 201 301 401 501 601 701 801 901 1001 1101 1201 1301 1401 1501

Po

wer

load

(kW

)

Page 18: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

18

Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria

Proyectos de Buenas Prácticas

Equipo seleccionadoEquipo seleccionado

▪ Motor de cogeneración de gas

▪ Potencia térmica 290 kW (46,2% de eficiencia eléctrica)

▪ aprox. 0.140 kW de gases de combustión (490 °C)

▪ aprox. 150 kW refrigeración (95 º C)

▪ Generador de vapor

www.renac.de 35

▪ Nivel de generación 250 kW (39,8% de eficienciaeléctrica)

Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria

Proyectos de Buenas Prácticas

Análisis Pinch

200

250

300

350

400

450

500

550

Te

mp

era

tur

[°C

]

Flue gas

Heating

Evaporation

overheating

T-Pinch

www.renac.de 36

0

50

100

150

200

0 100 200

Te

mp

era

tur

[

H_point [kW]

Page 19: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

19

Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria

Proyectos de Buenas Prácticas

Conexión de la instalacióninstalación

Distribución del calor

www.renac.de 37

Proyectos de Buenas Prácticas

Conexión de la instalación

Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria

instalación

Distribución de electricidad

www.renac.de 38

Page 20: RENAC CHP 12 BPP SP

19.08.2013

20

Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria

Proyectos de Buenas Prácticas

Rendimiento económico

Parámetros económicos Cantidad (€)

Inversión motor de cogeneración 230.000

Inversión en la conexión 80.000

Inversión Otros 50.000

Inversión Total 360.000

Coste anual total de combustible 171.600

www.renac.de 39

Coste anual total de combustible 171.600

Coste anual total de OyM 50.300

Ingresos Anuales 309.600 / 228.200

TIR 20 20,0%