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Master Gestion y Desarrollo de Energías Renovables CAMPUS SEAS

TEMA 7. COGENERACION ELECTRICA

26 - Abril - 2019

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INDICE

PRESENTACIÓN ———————————————————— 3 OBJETIVOS —————————————————————— 4 PLANTEAMIENTO PROBLEMA —————————————— 5 DESARROLLO —————————————————————- 6 RESPUESTAS —————————————————————- 17 CONCLUSIONES ———————————————————— 18

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PRESENTACIÓN

Tegucigalpa MDC. 26 de Abril de 2019 Ing. José María Fernández Tutor Cogeneración Eléctrica Campus SEAS Presente Estimado Ing. Fernández: Por medio de la presente le hago formal entrega de ejercicio feedback correspondiente a la Unidad 7 de la Asignatura Cogeneración Eléctrica del Master en Gestión y Desarrollo de Energías Renovables, Campus SEAS, Zaragoza, España. El ejercicio tiene como propósito utilizar las herramientas desarrolladas a lo largo de la asignatura para calcular los componentes necesarios de una planta de Cogeneración eléctrica y sus respectivos análisis económicos para determinar la viabilidad del proyecto. Finalmente el ejercicio lo que se busca con es reducir la factura energética y la emisión de gases de efecto de invernadero, así como determinar la factibilidad de la configuración propuesta. Atte.

Ing. Walter A. Martínez Alumno Master en Gestion y Desarrollo de Energia Renovable Matricula F43790

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OBJETIVOS 1. Establecer los elementos necesarios para determinar la factibilidad tecnica y económica del proyecto. 2. Realizar los calculos termodinámicos respectivos 3. Calcular los componentes que conforman el proyecto de Cogeneración y sus respectivos análisis energéticos. 4. Analisis economico del proyecto. 5. Evaluación de factibilidad del proyecto.

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Tenemos una turbina de gas, que funciona con gas natural. Tiene una potencia eléctrica nominal de 1,8 MW, y su consumo de gas por hora es de 5,9 MWh. Los gases de escape y los de refrigeración se utilizan para producir vapor de proceso en una caldera de recuperación. Esta produce 4T/h de vapor a 15 bar y 310ºC de temperatura y entalpía de 3060 KJ/Kg. El agua de alimentación a caldera tiene una entalpía de 160 KJ/Kg, con una temperatura de 38ºC. El punto de conexión y venta de la energía con Red Eléctrica es a un voltaje de 15KV.

a) Calcular el REE y estimar si cumplimos el requisito de REE mínimo para vender la electricidad en régimen especial. Calcular el ahorro de combustible primario y estimar si cumple los requisitos de cogeneración de alta eficiencia. Primero hemos de calcular la producción de calor. Es decir el calor consumido por el proceso térmico. b) Teniendo en cuenta un tiempo anual equivalente de funcionamiento de 4.500 horas al año. Y el consumo anual de equipos auxiliares de de 200 MWh. El precio estimado de venta de la energía para el año 2014 en que se prevé su puesta en marcha es de PMD= 47,20 €/MWh.

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El código de indentificación de la instalación es IT-01463. Calcular los ingresos derivados de la venta de la electricidad a la red eléctrica.

c) La inversión inicial que precisa la cogeneración asciende a1.800.000 €. El coste de combustible es de 42€/MWh. Los costes de operación y mantenimiento son de 40.000 €/año para la situación de referencia y de 160.000 €/año para la cogeneración. Los gastos fijos son 12.000 €/año, para la situación de referencia y de 42.000 €/año para la cogeneración. La caldera de la situación de referencia es una caldera de gas natural, con un consumo de 4.000 KWh, y una producción de vapor y coste de combustible idénticos a los de la cogeneración. Calcular el ahorro bruto producido por la cogeneración y la TRS.

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DESARROLLO DEL PROBLEMA

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RESPUESTAS a) Calcular la producción de calor. Es decir el calor consumido por el proceso térmico. a. Qin = 3,121.96 KJ/Kg b) Calcular el REE: a. 71.09%, el cual es mayor al 55% que se requiere. c) Estimar si cumplimos el requisito de REE mínimo para vender la electricidad en régimen especial, a. Si se cumple y esta dentro de régimen especial, ya que el valor del PES es de 25.95% el cual es superior al 10% exigido para potencias mayores a 1MW d) Calcular el ahorro de combustible primario y estimar si cumple los requisitos de cogeneración de alta eficiencia. a. Se ahorra el 25%, es decir, si se requieren 5.9 MWh de gas natural para sistema regular, utilizando la cogeneracion se tendrá un ahorro de 1.475 MWh de gas. b. Si cumple con los requisitos de Cogeneración de alta eficiencia, como se ha explicado en los calculos. e) Calcular el ahorro bruto producido por la Cogeneración y la TRS. a. Abruto = 599,337.5 Eur/año b. TRS = 2 años

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CONCLUSIONES

1. El uso de sistemas de Cogeneración genera ahorros significativos en las instalaciones industriales y/o residenciales en los casos de edificaciones de gran envergadura 2. Se requiere de mucha pericia para realizar los calculos termodinámicos en este tipo de situaciones. 3. Las condiciones financieras son favorables, por lo que se justifica la inversion desde el punto de vista técnico y economico. 4. Los ahorros en la facturación electrica son evidentes, por lo que es importante establecer un mecanismo gubernamental que permita el crecimiento de este importante sector (hablando específicamente de Honduras).

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