Descripción

La microcogeneración es un tipo de cogeneración a menor escala. Se trata de equipos de pequeña potencia, menos de 50kW, que pueden ser adaptados a las instalaciones de agua caliente sanitaria (ACS) y calefacción.

Conceptos básicos

La microcogeneración tiene como componentes clave la turbina, alternador, motores de combustión interna y motores Stirling.

La turbina y el alternador son elementos que también se utilizan en la cogeneración.

En esta sección se explicará brevemente el principio de funcionamiento de los motores de combustión interna y externa (Stirling), los cuales permiten adaptar la microcogeneración a los sistemas existentes de ACS y calefacción.

  • Motor de combustión interna. En este tipo de motores se produce una combustión dentro de la cámara del pistón, lo cual causa la expansión del gas y empuja el pistón.
  • Motor Stirling. En este tipo de motor, no se produce una combustión dentro de la cámara del pistón, sino que se utiliza un fluido de trabajo que habrá de expandirse y contraerse mediante ciclos de calentamiento y enfriamiento. Este tipo de motores tienen un rendimiento mayor al motor de combustión interna, pero tienen una potencia inferior, lo cual hace que funcionen mejor a baja velocidad.

Componentes

Las opciones más comunes para los sistemas de microcogeneración son los siguientes:

  • Incorporación de un pequeño motor Stirling de combustión externa.
  • Desde fuera se asemeja a una caldera mural de calefacción convencional y utiliza un quemador a gas natural como los ya existentes, conectado al suministro de gas para calentar helio. Este equipo asegura la calefacción y produce agua caliente como una caldera convencional: la novedad reside en que mientras la caldera produce energía térmica se acciona un motor que produce electricidad que se puede usar en la vivienda.
  • El helio dentro del motor Stirling herméticamente sellado, se expande y empuja el pistón hacia abajo. El agua fría circulando alrededor de la caldera, absorbe el calor, el helio se contrae y el pistón sube hacia arriba. El agua calentada circula hacia los circuitos de calefacción y preparación de agua caliente sanitaria. El agua fría va hacia el interior del motor y el proceso empieza de nuevo: el pistón oscila arriba y abajo 50 veces por segundo.
  • El pistón lleva adherido un imán que genera electricidad al circular dentro del campo magnético en la parte inferior del motor. La mayor parte del calor procedente de los humos del quemador son capturados por un intercambiador de calor y recuperados para la producción de agua caliente.
  • Motor de combustión interna similar al que usan los motores de los coches a gasolina: un motor de ciclo Otto.
  • Al accionar el generador eléctrico, el motor produce calor, que es capturado por el sistema de refrigeración y conducido al sistema de calefacción y/o producción de agua caliente sanitaria.
  • Esta opción resulta adecuada para edificios del sector terciario (hoteles, polideportivos y otros).

Microturbina

  • Existen turbinas de gas con unas características especiales y con potencias a partir de 30 kW que se denominan “microturbinas”. Las características más importantes de este sistema de generación son: bajo nivel de emisiones, bajo nivel de ruido, dimensiones reducidas y poca necesidad de mantenimiento.
  • Las microturbinas tienen un amplio rango de aplicación. Hay ejemplos de instalaciones de microturbinas de gas para: Calefacción urbana(District Heating), hospitales, centros deportivos, generación de agua caliente de proceso en refinerías o precalentamiento de agua para las plantas en invernaderos.

Aplicaciones

La microcogeneración se podrá utilizar para generar agua caliente y electricidad en la misma instalación. En el caso de que ya se cuente con una instalación para generar agua caliente, es posible adaptarla para aprovechar el calor y producir electricidad.