Download
1 / 42
420 likes | 559 Vues
Presentación CONTAGAS Microturbinas. 1.-COGENERACIÓN. La Cogeneración es un sistema de alta eficiencia energética basado en la producción simultánea de energía mecánica (electricidad ) y térmica (frigorífica) a partir de una única energía primaria (renovable, residual o fósil).
E N D
1.-COGENERACIÓN • La Cogeneración es un sistema de alta eficiencia energética basado en la producción simultánea de energía mecánica (electricidad) y térmica (frigorífica) a partir de una única energía primaria (renovable, residual o fósil). • La Cogeneración es una forma de producción de electricidad descentralizada (generación distribuida), produciéndose la energía allí donde se consume. • Generación distribuida de alta eficiencia
VENTAJAS(1) • Ahorro de energía primaria, al ser un sistema más eficiente en términos globales que una central convencional. • Mejora el medio ambiente, acorde con las exigencias del Protocolo de Kioto. • Menor dependencia energética del exterior. • Desarrolla la infraestructura energética. • Disminuye pérdidas por transporte y distribución de electricidad. • Aumento de la competitividad industrial y de la competencia en el sistema eléctrico.
VENTAJAS (2) • Para el Usuario: • Disminuye su coste energético • Incrementa la fiabilidad del suministro: Duplicidad de suministro térmico y eléctrico. • Diversifica ingresos • Mayor autonomía energética • Aumenta la garantía de potencia y calidad del servicio eléctrico • Motivación por la investigación y desarrollo de sistemas energéticos eficientes.
2.-MICROCOGENERACIÓN • Consideramos microcogeneración las centrales que producen electricidad y calor útil con potencias de hasta 500 kW. • Cubren una gama de potencias adecuadas para poder actuar como cogeneradores a escala reducida. • Se adaptan bien a las necesidades de: Terciarios (hoteles, hospitales, oficinas, centros comerciales, deportivos, escuelas, residencias…) Pequeña industria… • Aportándoles rendimientos competitivos y prestaciones energéticamente atractivas frente a los sistemas convencionales.
3.-MARCO LEGAL • La legislación es favorable a la microcogeneración. La RD 661/2007 en vigor desde Junio 2007. • RD otorga diferentes precios de la electricidad vertida a la Red en función de los parámetros: Eficiencia Energética, Tipo de combustible y Rango de Potencia. • La Eficiencia implica el cumplimiento del REE, es decir, para microturbinas el 53,1% . • Según el Código Técnico de Edificación, la exigencia de contribución solar mínima en el aporte energético de agua caliente sanitaria de toda vivienda, puede ser sustituida por otros sistemas que usen fuentes renovables o procesos de cogeneración.
4.-MICROTURBINAS TA 100
Introducción (1) • Son equipos modulares, producen energía eléctrica de calidad superior a la de Red sin armónicos ni distorsiones. Concebidos para energía distribuida. Operan en paralelo con ella. • Potencias de 100, 200, 300… kW • Funcionan con diversos combustibles: Gas Natural, GLP, Propano, Gas-oil, Keroseno, Biogás,.. • 90% de rendimientoen sistemas con cogeneración. • Prácticamentelibres de mantenimiento, simplicidad • constructiva • Mínimas emisiones.
Introducción (2) • Máxima eficiencia en instalaciones de cogeneración e incluso de trigeneración. • Unico sistema de electricidad, calor frio. • Son especialmente robustas gracias a que existen muy pocas partes móviles. • Disponen de un sistema de control • automático que permite una regulación de • potencia variable según las necesidades. • Podemos funcionar a plena carga constante • solo en horas de precio mayor, recortar…
FUNCIONAMIENTO (1) • El modo de funcionamiento de una microturbina no difiere mucho del de una turbina convencional la diferencia principal se encuentra en el hecho de tener un ciclo de recuperación para mejorar el rendimiento eléctrico. • Este proceso enfría los gases de escape pero su temperatura de alrededor de los 315ºC • todavía permite una recuperación • térmica útil para los procesos de • cogeneración.
FUNCIONAMIENTO (2) • El aire se hace pasar por el generador para conseguir una refrigeración adecuada. • En el compresor se comprime hasta obtener la presión necesaria para la combustión. • Al pasar por el recuperador se calienta para mejorar el rendimiento del sistema. • En la cámara de combustión se vaporiza el combustible con el aire a una presión y una temperatura adecuada y se inicia la combustión. • Los gases en expansión se inyectan en la turbina • que al girar produce la electricidad.
FUNCIONAMIENTO (3) • Los gases de escape a más de 550ºC se dirigen al recuperador y luego hacia la salida para ser aprovechados en otros usos a unos 315ºC. • En las microturbinas no existe reductor mecánico y se ataca directamente a un alternador de alta frecuencia. La tensión de salida se genera mediante electrónica de potencia. • La tensión generada es perfecta, ya que la electrónica funciona igual que un SAI, generando de nuevo una onda sinusoidal de amplitud y frecuencia nominal. (AC – DC – AC)
PRESTACIONES TA 100 • Microturbina: Motor con turbina de gas acoplado a un alternador de alta velocidad. Genera alimentación eléctrica y térmica. • Recuperador: Duplica la eficacia eléctrica. • Rendimiento: 100 kW @ ISO • Capacidad de carga de bloque completo • Margen de regulación: 100% • Ruido menos de 75 Dba a 1 metro • Salida de calidad a través de la rejilla: Regulación tensión a 1,0% • Componentes electrónicos de alimentación: Convertidor de potencia, convierte la electricidad de salida en potencia útil (400/480 VCA y 50/60 Hz) • Control a distancia o local: Protocolo Modbus/RS485 • Conexión en paralelo integral: Enlace de fibra óptica. NO Maestro/Esclavo. • Protección total del sistema electrónico: Falta/Exceso de tensión.- Falta/Exceso de frecuencia.-Exceso de corriente.-Exceso de temperatura.
BENEFICIOS TA 100 Beneficio Descripción Modularidad Agregando o quitando unidades según necesidades. Se planea y construye mas rápidamente que los sistemas grandes. Instalación rápida Gas Natural, GLP, Propano, Biogás,.. Reduciendo la exposición a las fluctuaciones de los precios de los combustibles fósiles. Diversidad de combustibles Son más seguras y de mejor calidad que la Red Fiabilidad Evitan la construcción de centrales y redes La electricidad a pequeña escala evita la construcción de nuevas Centrales, reduce las pérdidas de la Red, y evita la necesidad de Nuevas redes y conexiones. Permite el desarrollo de regiones aisladas. Local y regional Evita emisiones y reduce el impacto ambiental Emite cantidades más bajas de azufre, oxido de nitrógeno y dióxido de Carbono. El impacto ambiental en la zona es más bajo.
Aprovechamiento Térmico • Es más rentable generar energía eléctrica y aprovechar el calor residual que generar directamente calor. • Con el aprovechamiento del calor residual se obtiene el mejor resultado del sistema. • Calor residual en forma de gases. Aprovechamiento más simple que en motores donde parte del calor es agua y parte son gases. • Los gases a alta temperatura permiten también soluciones de frio por absorción (trigeneración) o ciclo combinado con una segunda turbina de vapor. • El rendimiento eléctrico puede llegar al 30% si se produce la recuperación térmica. • Rendimiento eléctrico parecido a turbinas de potencias 100 veces superiores.
Microturbina Tradicional • 57% Total Eficiencia • 0.1 lb/hr NOx • 60 lb/hr CO2 • 84% Total Eficiencia • 0.01 lb/hr NOx • 45 lb/hr CO2 EFICIENCIA DE LAS MICROTURBINAS TA 100 15 kW Pérdidas 16 kW Pérdidas 60 kW Agua Caliente 75 kW Gas 177 kW Agua Caliente 80% Eficiencia + Intercambiador 49 kW Pérdidas 330 kW Gas 75 kW Gas 26 kW Electricidad 100 kW Electricidad Microturbina 34% Eficiencia
ELECTRICIDAD DISTRIBUIDA Un excelente complemento a la eletricidad centralizada Transporte Distribución Usuario final Gr.electróg. Compacto, seguro, fácil, simple, limpio,.. Producción Microturbinas
ASPECTOS ECONÓMICOS • Aspectos a contabilizar • Penalizaciones o sobrecostes debidos a excesos de potencia. • Consumo en determinados períodos • Costes por indisponibilidad de suministro. • Consumo de energía reactiva • En la valoración térmica hay que tener en cuenta el coste actual del combustible utilizado y el rendimiento de las calderas. • Mejora la rentabilidad de inversiones • Sustitución de generadores eléctricos de emergencia, coste importante por su poca utilización.
RESUMEN-CONCLUSIONES (1) MOTORES MICROTURBINAS -Numerosas partes móviles -Puesta en marcha sin auxiliares. -Necesitan lubricantes -Emisiones Ultra-bajas -Funcionan con engranajes -Mantenimiento sencillo -Alto nivel de mantenimiento -Una única parte móvil -Puesta en marcha con motores -Funcionamiento con gases auxiliares. pobres -Sensibles al contenido de metano -Transmisión sin engranajes
RESUMEN-CONCLUSIONES (2) • Funcionan con distintos combustibles (GN, GLP, Biogas…). • Son equipos modulares, producen energía eléctrica de calidad superior sin armónicos ni distorsiones. Concebidos para energía distribuida. Operan en paralelo con la Red. • Las emisiones gaseosas tóxicas más baja entre todos los generadores por combustión. • Eficiencias muy altas en cogeneración (calor) y trigeneración (frio por absorción) • Equipos de alta confiabilidad. • Mantenimientos sencillos, poco frecuentes y económicos. • Instalaciones nada complejas, tanto en exterior como en interior. • No vibran, poco peso, fácil mobilidad • Niveles de ruido bajos
Aplicaciones (1) Ahorro Cogeneración Aprovecham. Energías renovables Calidad de la energía Cumplimiento con el medio ambiente Necesidades del Cliente Hoteles, Oficinas Edif. Públicos, Fábricas, Centros comerciales Agrícola, Invernaderos, Depuradoras Telecomunic., Nuevas Tecn., Universidad Petroleras, Procesos de materiales Aplicaciones típicas
1ª Fase (a) • Objetivo: Que el Cliente facilite los datos precisos para hacer el preestudio de evaluación del posible Proyecto. • Acciones: • Sensibilizar al Cliente de las aplicaciones, en su caso de la microcogeneración (microturbinas) y los posibles beneficios que le reportaría. • Nuestro ofrecimiento de facilitarle, con los datos que nos facilite un Estudio previo de viabilidad, técnico-económica, sin coste alguno. • Que nos facilite la entrada a sus instalaciones, para ver de mejorar su eficiencia, en el caso que sea menester. • Investigar, mediante las preguntas pertinentes, para valorar su situación y preparar la próxima entrevista para el caso de que la viabilidad sea la adecuada.
1ª Fase (b) • Un Estudio de Viabilidad de microcogeneración debe tener en cuenta: • Coste del combustible (GN, GLP, GasOil, Biogás…) • Estudio de la demanda térmica (curvas de consumo y estacionalidad) • Coste de la Inversión (equipos, sistemas de recuperación…) • Coste de Operación y Mantenimiento (disponibilidad, preventivo, correctivo) • Costes de preparación del combustible (limpieza, compresión, almacenamiento) • Costes de Conexión a la Red (protecciones, equipos de medida) • Costes de Ingeniería e Instalación (redacción de proyectos legales y de ejecución) • Algunos de estos costes son proporcionales a la energía generada pero otros son costes fijos cuya repercusión por kWh generado puede ser muy elevada.
1ª Fase (c) • 330 KW GN(9,9 €/H) 176 KWT (6,34 €/H) 100 KWE (12.03 €/H) EJEMPLO 6000 HORAS ELECTRICIDAD….. 72.100 € CALOR……………. 38.040 € COMBUSTIBLE……59.400 € MANTENIMIENTO…. 3.500 € RESULTADO………. 47.240 €
2ª Fase (a) • Si el Estudio Previo nos dice que el Proyecto puede ser viable • entonces: • Argumentamos con el Cliente las posibilidades de seguir adelante, los aspectos concretos de la Viabilidad, las consideraciones particulares y las acciones futuras a emprender. También ver si puede ser Auto-Promotor de su Proyecto. • De acuerdo con sus medios, podremos facilitarle la labor de Ingeniería, Permisos, Ejecución… con la ayuda de nuestros colaboradores habituales, de confianza. • Tras la conformidad del Cliente, llevar a cabo el Pedido-Encargo correspondiente, de acuerdo con los diversos aspectos tratados. • Trazar el Planing de las acciones necesarias, para llevar a cabo el Proyecto.
2ª Fase (b) • Si no puede Auto-Promover el Proyecto, entonces pasaríamos a apoyarle en la búsqueda de un Promotor-Financiador . • Compañías eléctricas y/o gasistas: Endesa, Gas Natural, etc… • Empresas de Mantenimiento: Dalkia, ISS World, etc…. • Otras opciones… • Para ello mantendríamos, reuniones tripartitas,para marcar las pautas a seguir por cada uno de los intervinientes. • El papel de Contagas es el de facilitador • A partir de aquí estaríamos en los últimos apartados de la Fase 2ª (a)
Información Complementaria (1) LO QUE DEBE SABERSE DE LAS MICROTURBINAS 1.-Para medianas necesidades eléctricas y térmicas. 2.-Aplicaciones diversas: Hoteles, Edificios de Servicios, Instalaciones Deportivas, Hospitales, Centros Comerciales, Pequeñas Industrias, Residencias, Invernaderos, Grupo de Viviendas… 3.-Potencia eléctrica de 30, 65 kw (capstone), 100 kw nuestra TA, 250 kw de Ingersold-Rand. 4.-Hasta 100 kwe, se puede conectar en BT, superior a ésta potencia es necesaria la conexión en MT ó AT. 5.-Diferentes tipos de combustibles: GN, GLP´s, Biogas, GasOil… 6.-Muy alto rendimiento de cogeneración, sistema tradicional alrededor del 57%, con Microturbinas el 86% ó más. 7.-Con 100 kw de gas, se obtiene (con microturbina) 60 kw de agua caliente y 26 kw de electricidad. 8.-Muy bajo mantenimiento por su simplicidad. 9.-Mínima emisión de gases y respetuoso con el medio ambiente. 20 veces menos emisión de Nox que el GN. Esta utilización implica un ahorro de energía primaria, un ahorro de emisiones de CO2 y de otros gases de efecto invernadero.
Información Complementaria (2) 10.-Complemento a la electricidad distribuida, puede sustituir a los grupos electrógenos. 11.-Importante para la aplicación a la trigeneración (calor, frío, electricidad), El frio se obtiene a través de las máquinas de absorción. 12.-Incentivos actuales con plantas de potencia menor de 1 Mw y más aún, para las denominadas de microcogeneración, hasta 500 kw (RD 661/2007). 13.-Tarifas especiales de compra de la electricidad generada (RD 661/2007) 14.-Puede sustituir a la obligatoriedad de la contribución mínima solar en las edificaciones, por ser un sistema más eficiente. 15.-Ventajas: Disponibilidad puesto que no depende de la climatología. Liberación de espacios en las edificaciones, por ser un sistema centralizado. Generación distribuida de calor y electricidad, puesto que se generan en el mismo lugar de consumo. Aprovechamiento y ahorro, ya que el sistema es más eficiente. 16.-Las microturbinas generan energía eléctrica alterna a frecuencia variable, que es convertida a corriente continua y mediante un inversor se convierte a corriente alterna trifásica (400V/50Hz). Los gases de escape tienen una temperatura útil de unos 300ºC. 17.-Las horas de utilización de los equipos son de especial relevancia para la rentabilización de la instalación-proyecto. Lo ideal es que la microturbinas pudieran trabajar las 24h/día.
Información Complementaria (3) • Documentos para Legalización/Permisos: • Documentos • Solicitud de inclusión en el Régimen Especial de Productores de Electricidad (REPE) • Solicitud de la Autorización Administrativa • Inscripción definitiva • En cada Comunidad Autónoma existen algunos procedimientos particulares y normativas más o menos restrictivas sobre todo por lo que se refiere al Estudio • de Impacto Ambiental. • En el Art 6 del RD 661 se indica el contenido de la solicitud para inclusión en el REPE dependiendo del apartado solicitado (a, b). • La Autorización Administrativa se solicita según el procedimiento del art. 122 del RD 1955/2000. Se trata de un Proyecto Básico de la instalación con el Estudio de Impacto Ambiental (si hubiera lugar). • Escoger opción de venta, cumplir con el punto de medida y acceso a la Red.
Delegaciones y representantes Situación de las delegaciones y representantes
