Lorenzo Javier Guillermo, alumno del Máster en Energía Solar y Renovables
El Trabajo Fin de Máster (TFM) de Lorenzo Javier Guillermo, alumno del máster en Energía Solar y Renovables de la UMH, propone instalar un sistema de microcogeneración en un hotel de Benidorm como apoyo a la instalación existente con el objetivo de rentabilizar los procesos. Además, aprovechando las instalaciones de gas natural que se están llevando a cabo en la ciudad, el alumno apuesta por sustituir la instalación de gas propano por una de biogás.
Los consumos energéticos principales del hotel son la electricidad y el gas propano, que se utiliza para el agua caliente sanitaria y el consumo de las cocinas.
El planteamiento del alumno tiene como punto de partida sustituir el sistema de gas propano por gas natural y, después, dimensionar la potencia idónea de la instalación pasando por las siguientes etapas:
- Estudio térmico energético para obtener un parámetro fundamental, el número de red de funcionamiento. Se realiza en cada uno de los equipos.
- Estudio económico para encontrar las potencias más rentables.
- Estudio de ahorro de emisiones de CO2.
Para llevar a cabo el estudio es necesario conocer el nº de horas de funcionamiento para cada uno de los equipos y establecer hipótesis de trabajo determinadas por la presencia o no de un acumulador y las horas de trabajo del sistema. Realizada la evaluación de costes y calculados los índices de rentabilidad contable, el valor actualizado neto y la tasa interna de retorno, Lorenzo Javier Guillermo obtiene que la potencia más estable para contratar es de 33kW y que el periodo de recuperación de la inversión realizada será de unos 5 años.
La cogeneración consiste en generar, de forma simultánea: energía calorífica (en forma de vapor, agua caliente o frío) y electricidad (o energía mecánica) en un mismo sistema de producción. La principal ventaja de la cogeneración es maximizar el rendimiento de la energía primaria, lo que repercute en una mayor eficiencia energética.
La microcogeneración se refiere a equipos de pequeña potencia de un máximo de 50 kW. Entre sus aplicaciones, destacan: instalaciones en hoteles, sistemas aislados de red donde se requiera energía, piscinas cubiertas e instalaciones donde se genere biogás. Existen 4 tecnologías dominantes:
- Motores alternativos de combustión interna. Generan energía mecánica que gracias al alternador se convierte en eléctrica y, a su vez, aprovecha la energía térmica de los sistemas de refrigeración de los motores y de los gases de escape para, por ejemplo, obtener agua caliente.
- Microgeneración con turbinas de gas. A diferencia de los motores alternativos, tienen la ventaja de que puede utilizar combustibles no estables como el biogás.
- Pilas de combustible a través de las cuales se hace pasar gas natural, enriquecido con hidrógeno, mediante celdas catódicas y aniónicas. En este proceso no se genera energía mecánica, directamente se genera electricidad. El agua caliente resulta ser un subproducto de todos los procesos electrónicos que tienen lugar en el sistema.
- Sistemas con motores Stirling. Mediante los procesos de enfriamiento y calentamiento del gas que se encuentra en el interior del pistón del motor produce un movimiento que, en combinación con el campo magnético, genera electricidad.
De estos cuatro sistemas, el proyecto de Lorenzo Javier Guillermo propone utilizar motores alternativos de combustión interna. Se trata de equipos compactos que contienen un motor de comportamiento parecido al de un coche. Con este tipo de sistemas se aprovechan los gases de escape, el calor que producen y el agua de fermento. Un intercambiador de placas aporta calor y se obtiene el agua caliente en el circuito primario.
CONCLUSIONES:
- Resulta beneficioso cambiar de gas propano a gas natural porque se reducen las emisiones de CO2.
- La instalación de un sistema de microcogeneración repercutiría en una mayor eficiencia energética.
- Es difícil prever ayudas a la inversión en este ámbito.
- Conviene estudiar la sensibilidad del coste de gas natural porque afecta directamente al periodo de recuperación de la inversión.
Para el desarrollo de su Trabajo Fin de Máster (TFM), Guillermo recurrió a la Guía Básica para la Microcogeneración, editada por la Fundación de la Energía de la Comunidad de Madrid.
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