Archive for the ‘CHP’ Category

Dr. Jorge Luis Mírez Tarrillo
Group of Mathematical Modeling and Numerical Simulation (GMMNS).
Universidad Nacional de Ingeniería. Lima, Perú.
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Diferentes organizaciones internacionalmente reconocidas han presentado varios pronósticos para el futuro consumo. El pronóstico de la IEA es llamada escenario de referencia que el consumo de la energía primaria crecerá en más que 60 % en el período 2002 – 2030 (ver figura). Los combustibles fósiles se espera que participen en un 85 % de este incremento.
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La economía mundial va hacia un nuevo período de más estable crecimiento en las décadas por venir. Siendo esta etapa una fase caracterizada por la innovación en productos en las industrias existentes y la creación de nuevas industrias para una fase caracterizada por procesos de innovación en industrias existentes y en básicos sectores como el sector energía. Esto indica que las nuevas tecnologías de energía introducidas en el sector energía en los últimos 20 años (turbinas de viento, micro turbinas de gas, celdas de combustible, tecnologías de información y comunicaciones, etc.) pueden masivamente ser integradas en el sector energía en las décadas por venir
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Este esquema que se muestra en la figura es una alternativa configuración para CHP o celdas de combustible (CHP – generación de calor y energía eléctrica). El sistema CHP opera en paralelo con la red eléctrica para proveer electricidad y energía térmica de bajo costo. El sistema (generador, controles, etc) necesidad ser especialmente diseñados para operación durante salidas de la red para proteger a las cargas prioritarias.
Como se puede ver en la figura, lo diferencia con el post anterior, es que la electrónica se sitúa sobre un conjunto de cargas priorizadas las que son alimentadas en caso de cualquier pertubación (salida del suministro), en cambio, las cargas no priorizadas se quedan sin electricidad.
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En la presente, se muestra una microred a la que intencionalmente se está colocando en modo de funcionamiento aislado. Puede ser que el generador distribuido (DG) hace la labor de planta bulck – planta base en el diagrama de curva, y los condensador (supercondensadores) hacen su labor de carga durante las horas en que hay exceso de energía producida y vierten la energía almacenada en los momentos de consumo pico que se necesitan. Es de mencionar, que los generadores tienen una capacidad nominal a partir del cual la producción de electricidad es rentable y puede ser mayor a la demanda, por lo tanto, se puede exigir más de lo que de la demanda lo solicita y almacenarse en una fuente de almacenamiento. Modelable y simulable en entorno de alto nivel como Matlab/Simulink que es a lo que me dedico y gustoso de servir y/o trabajar en sus investigación o hacer cooperación pro proyectos o publicaciones.
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En el presente post se muestra un ejemplo de una microred que está trabajando en modo interconectada con la red externa de electricidad. La curva de potencia se ve que hay el aporte de dos generadores: la salida del generador de generación distribuida que sería un CHP permite construir en bloques un aproximado del perfil de la demanda eléctrica, y a través del inversor se ingresa desde la red externa de electricidad la energía necesaria para completar y cubrir las necesidades de los usuarios. Esto se puede modelar y simular en software de alto nivel,… es lo que hago
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Las microturbinas tienen las siguientes características:
1. Tamaño .- Son relativamente pequeñas en tamaño comparadas con otras DERs.
2.- Conversión de combustible a electricidad .- Esto esta en el orden de 25-30 %. Sin embargo, si se recupera el calor residual para aplicaciones CHP, los niveles de eficiencia de energía son mayores del 80%.
3.- Emisiones de óxidos de nitrógeno.- Son menores que 7 ppm para máquinas de gas natural.
4.- Vida operacional.- Son diseñados para 11,000 horas de operación, pero con los adecuados mantenimientos su tiempo de servicio puede ser al menos de 45,000 horas.
5.- Economía de operación.- Costos del sistema son menores que US$ 500 por kW. Costos de electricidad es competitivo con alternativas incluyendo energía de la red para aplicaciones de mercado.
6.- Flexibilidad del combustible.- Es capaz de usar combustibles alternativos, gas natural, diesel, etanol y otros líquidos derivados de biomasa y gases.
7.- Nivel de ruido.- Tiene reducido nivel de ruido y vibraciones.
8.- Instalación.- Tienen un simple procedimiento de instalación.
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