Ante el cambio climático y el aumento de los costos de la energía, las organizaciones industriales de «pequeña capitalización» se están identificando con la necesidad de implementar soluciones energéticas sostenibles.
El impulso para mejorar la eficiencia energética está creciendo a escala mundial, ya que estas organizaciones buscan formas de reducir sus costos operativos y minimizar las emisiones de gases de efecto invernadero.
Esta tendencia se ve impulsada por estrictas regulaciones ambientales, con entidades gubernamentales y privadas desarrollando cada vez más programas de energía limpia para sus instalaciones industriales.
Crecimiento de la cogeneración
Para las organizaciones industriales de pequeña capitalización, como hospitales y centros médicos, una de esas mejoras es la cogeneración in situ. Miles de sistemas de cogeneración y trigeneración, también conocidos como sistemas combinados de calor y energía (CHP) o sistemas combinados de enfriamiento, calor y energía (CCHP), respectivamente, se están instalando en todo el mundo y en diferentes entornos de aplicaciones.
Invertir en CHP les permite a estas organizaciones operar independientemente de la empresa eléctrica local y aumentar la eficiencia energética mediante el uso de tecnologías de generación de energía de baja emisión y combustión limpia. Desafortunadamente para las compañías de servicios públicos, sus redes de distribución sólo pueden vender energía eléctrica, no energía térmica.
A menos que la empresa de servicios pueda entregar calor de escape a un municipio local para la distribución subterránea al sitio, el calor residual distribuido no puede utilizarse como un activo. Dicho esto, la compañía de servicios generalmente descarga este calor residual, que es tan valioso como su producción eléctrica, a través de torres de enfriamiento o tubería en el agua de una fuente cercana. Las plantas generadoras de servicios públicos se construyen junto a fuentes de agua precisamente para esta ventaja de disipación de calor.
¿Qué es una microturbina?
Las microturbinas se derivan de las tecnologías de turbocompresor, como las que se encuentran en los aviones a reacción. Con un tamaño que va desde 30 kilovatios (kW) hasta 10 megavatios (MW), funcionan a altas velocidades, lo que permite una salida de alta potencia con un ruido y una vibración mínimos. Por definición, las microturbinas son pequeños motores de turbina de combustión que convierten los combustibles gaseosos y líquidos en electricidad aprovechable.
Con solo una parte móvil, el rotor, sirven como una tecnología de bajo mantenimiento diseñada para funcionar durante largos intervalos y sin necesidad de postratamiento del escape. Además de la generación eléctrica, las microturbinas producen continuamente calor de escape limpio, que luego puede recuperarse a través de un intercambiador de calor y alimentarse a un tanque de almacenamiento de energía térmica o un sistema de distribución en el sitio.
Esta energía térmica se puede usar de varias maneras, incluso para la producción de agua caliente, para calentar espacios, y para enfriar a través de un enfriador, así como para alimentar equipos industriales. Las plantas de energía de microturbina pueden funcionar «24/7», y entre sus beneficios adicionales para los usuarios finales se encuentran un mejor rendimiento medioambiental y una reducción de la congestión en la red eléctrica.
Además, la generación centralizada de electricidad, combinada con generación de calor en el lugar, tiene una eficiencia combinada de aproximadamente 45 por ciento, mientras que los sistemas de energía de microturbina pueden alcanzar niveles de eficiencia de hasta 80 por ciento con CHP y hasta 90 por ciento con CCHP , o más alto en algunos casos.
Microturbina CHP
Las Microturbinas CHP son especialmente adecuadas para las instalaciones de atención médica que buscan aumentar su eficiencia energética, reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero y ahorrar dinero en el medidor. Los hospitales, en particular, son aplicaciones ideales para sistemas de CHP, ya que requieren calor y electricidad de forma continua.
Los tamaños de plantas de cogeneración varían en escala según el tipo de edificio para el que se utilizan y la carga de energía requerida. Prácticamente cualquier aplicación comercial o industrial que requiera calor, aire frío o producción de agua fría y caliente, es un candidato para los sistemas de CHP de microturbina, que pueden generar al menos 10 a 20 por ciento de ahorro de energía para la mayoría de las aplicaciones. Otro beneficio de la CHP de microturbina es que la cantidad de pérdida de calor asociada con la generación distribuida in situ es mucho menor.
Los generadores de microturbinas se encuentran precisamente donde la salida de CHP tiene una aplicación inmediata: alrededor del 80 por ciento del valor del combustible.
Mientras que los motores diesel tradicionales requieren que los usuarios verifiquen el aceite y el refrigerante cada semana, las microturbinas solo requieren que el filtro de aire sea reemplazado anualmente, con una revisión estándar del motor aproximadamente cinco años después de la puesta en marcha.
Existen varios factores a la hora de determinar si vale la pena la inversión en una planta de cogeneración de microturbina, con ellos, algunos conceptos erróneos. Muchos usuarios potenciales no están familiarizados con la tecnología de microturbina, por lo que suponen que son una solución complicada de implementar o mantener. Para remediar esto, los fabricantes ofrecen cursos de capacitación para educar a estos clientes, mientras que otros ofrecen servicios posventa y planes de protección para que el cliente no necesite saber cómo reparar el equipo. Dicho esto, sigue siendo importante para las organizaciones sanitarias comprender sus cargas eléctricas y térmicas, y cualquier efecto estacional en esas cargas.
Es imperativo dimensionar correctamente el equipo de microturbina en función de la carga, ya que el sobredimensionamiento puede conducir a un período de recuperación más largo. Afortunadamente, las microturbinas son escalables, lo que permite un dimensionamiento preciso, así como la capacidad de agregar microturbinas adicionales según sea necesario. Además, las microturbinas se presentan como un sistema completo y se ajustan a los estándares de interconexión de la red, lo que reduce los costos de los equipos auxiliares y simplifica los permisos.
Desde su desarrollo inicial en la década de 1990, y estimulado por el aumento de los precios de la energía y las preocupaciones sobre la calidad del aire, el mercado de CHP ha crecido enormemente. A medida que los gobiernos avanzan para aumentar los programas de eficiencia energética y fomentar la generación distribuida, las entidades privadas buscan reducir sus costos operativos y su huella de carbono. Microturbine CHP continúa ayudando a las organizaciones a alcanzar sus objetivos de eficiencia energética al proporcionarles un sistema de energía limpio y eficiente.
