La cogeneración puede realizarse por medio de varias tecnologías. El Principio de cogeneración consiste en el uso descentralizado de la electricidad y la energía térmica generados simultáneamente. La siguiente imagen muestra el principio básico por el que funciona una unidad de cogeneración impulsada a motor, también denominada cogenerador:
Principio fundamental de un cogenerador
El motor de combustión interna (por ejemplo: motor, turbina a gas) acciona un generador y con ello genera energía eléctrica que pone a disposición del usuario. Dado el caso, el motor también puede accionar directamente una máquina o un compresor (por ejemplo, para la generación de aire comprimido). A su vez, el calor residual producido en el bloque de motor (agua para refrigeración, aceite) es utilizado por un intercambiador de calor para el calentamiento de agua para calefacción. La energía contenida en el gas de combustión es utilizada, de ser necesario, para la producción de vapor (calor de proceso) y/o, por medio del intercambiador de calor, para el calentamiento de aguas industriales.
Las tecnologías convencionales utilizadas para la cogeneración son las turbinas de vapor, los motores de combustión y las turbinas de gas. Nuevas tecnologías, como las pilas de combustible o los motores Stirling, amplían las opciones de tecnologías para la cogeneración existentes.
El motor de combustión interna (motor, turbina a gas) se diferencian principalmente en relación al tipo de calor residual. Mientras que, en el caso de los motores de combustión, la mayor parte del calor residual se destinará al agua de refrigeración; el calor producido en el proceso de las turbinas de gas en un ámbito de altas temperaturas derivará completamente en gas de combustión. De ello resultan, entre otras cosas, los distintos campos de aplicación de ambas tecnologías. Así es que las turbinas de gas son aplicadas principalmente en el ámbito de la industria de producción de calor de proceso para bajas temperaturas (hasta 500°C), mientras que las unidades a motor se destinan mayormente al ámbito de la producción de calefacción.
En la mayoría de los casos, una unidad de cogeneración está compuesta de las siguientes partes:
- Motor, turbina a gas o motor Stirling como accionamiento por generador / pila de combustible.
- Generador para la producción de electricidad.
- Sistemas de intercambiadores para recuperación de la energía térmica proveniente del gas de combustión, del calor residual del motor y del circuito de aceite.
- Diversos dispositivos de encendido/apagado y control eléctrico para la distribución de electricidad y el manejo de las máquinas motrices.
- Dispositivos hidráulicos para la distribución de energía térmica.
Principalmente en el ámbito de la producción de calefacción, el sistema de cogeneración se complementa con una caldera que sirve para cubrir la carga máxima y con un acumulador de calor.
Markus Gailfuß, BHKW-Infozentrum Rastatt
