2º Microcogeneración, la generación domestica de energía eléctrica.

Una central de generación eléctrica en las cocinas.

La microcogeneración o microCHP (siglas en inglés de micro Combined Heat and Power). Es un sistema que proporciona simultáneamente agua caliente, calefacción y electricidad con un rendimiento global que puede llegar al 92 % e incluso algo más. La energía eléctrica generada es entre el 22 y el 35 % del total de la energía térmica primaria aportada. Los diferentes rendimientos son función del diseño de cada equipo, según se prime el rendimiento global o el rendimiento eléctrico, en los casos de máximo rendimiento eléctrico el rendimiento global puede descender hasta un 65-70%.

Además con la ventaja incluida de que al tratarse de motores Stirling de combustión externa pueden admitir todo tipo de combustibles: gas natural, propano, gasóleo, biodiesel, carbón, serrín, trozos de madera, excedentes de biomasa en general, etc. Y si contemplamos muchos de nuestros montes en donde está sin limpiar el monte bajo, comprobaremos que de momento no escasean los excedentes de biomasa.

La generación se realiza con alternadores asíncronos que por su robustez, simplicidad, y escasos requerimientos en cuanto a su regulación, los hacen ideales para este tipo de aplicaciones.

Hasta ahora, cuando se hablaba de la cogeneración existente se pensaba en plantas industriales y en potencias del orden de Megavatios o por lo menos en varios cientos de Kilovatios, producidos generalmente con alternadores accionados por grandes motores de combustión interna, de cuyos gases de escape se aprovecha el calor para determinados usos industriales.

La microgeneración no es eso, se trata por su tamaño y aspecto de un electrodoméstico más como los ya habituales en nuestras casas, y que reemplaza al calentador o a la caldera ya existentes.

MicroCHP de 3 Kwe producido por MicroCHP de WhisperGen (N.Z.) MiniCHP para medianos usuarios. Sigma Elektroteknisk AS, Noruega

La microCHP está emergiendo con un fuerte ímpetu en todos los países industrializados, expertos independientes han estimado que en EEUU con la microCHP se puede ahorrar hasta un 40% de la energía eléctrica no dedicada a la industria o al transporte, y eso es mucho.

Esquema de un microCHP de MicroGen MicroCHP integrado en una cocina

La microcogeneración puede suponer, por ejemplo, en una vivienda unifamiliar, que con prácticamente el mismo gasto que tienen hoy en día en agua caliente y calefacción, se puedan generar además una buena cantidad de KW-Hora de energía eléctrica.

Y todo esto con un equipo de aspecto y tamaño similar a los electrodomésticos que son normales en nuestras casas, sin problema de ruidos, ya que el generador esta accionado por un motor Stirling sumamente silencioso.

Esta producción descentralizada elimina las perdidas del transporte de la energía eléctrica ya que se consume en el mismo entorno local que se genera. Y es también muy recomendable a mayor escala (minicogeneración o miniCHP) para clínicas, grandes residencias, grandes superficies comerciales, edificios administrativos, piscinas climatizadas y otros grandes usuarios que requieran gran cantidad de agua caliente y calefacción.

Este sistema da lugar a unas nuevas redes eléctricas de BT (baja tensión) que reciben aportaciones de energía distribuidas, en contraposición de las redes actuales centralizadas con alimentación única desde los grandes centros de distribución eléctrica. El conjunto de las aportaciones descentralizadas a la red a efectos de cálculo y tratamiento de la misma, se puede configurar como si se tratase de una única central virtual centralizada.

Y no olvidemos hablando de rendimientos, que de una gran central termoeléctrica tradicional solo llega a los consumidores una cantidad de energía eléctrica equivalente en muchos casos a menos de la cuarta parte de la energía térmica primaria suministrada a los quemadores de dicha gran central termoeléctrica.

Esquema eléctrico unifilar del microCHP fabricado por Solo gmbh (Alemania)

En España la microcogeneración y su hermana mayor, la minicogeneración, son prácticamente desconocidas, aunque ya existan desde hace mucho tiempo soluciones de ese tipo en Europa, como las de dotar a los polígonos industriales, parques empresariales y estructuras semejantes de una fuente térmica centralizada, en forma de una menor o mayor central térmica que proporciona agua caliente y calefacción al conjunto de los usuarios, mientras genera electricidad como producción adicional.

Este sistema está incluso adoptado por algunas ciudades de clima frío del norte de Europa. Aunque de momento posiblemente en nuestro país no estemos aun en condiciones de alcanzar ese nivel, pero si debemos buscar las sinergias que nos proporcionen el mayor ahorro energético posible.

Diferentes modelos de equipos de microcogeneración con tecnología Stirling ya se están fabricando en Alemania, Reino Unido, EEUU, Japón, Corea, Holanda, Noruega, Nueva Zelanda etc.

Incluso en este último país la firma WhisperGen fabrica un modelo muy pequeño que podríamos denominar como picoCHP que genera 800 vatios de corriente continua a 12/24 V., y está destinado a usos móviles como en náutica, caravanas y casas móviles, o mobil-home, según se deseen denominar.

PicoCHP WhisperGen de 800 vatios de corriente continua para usos móviles

En España lo únicos que se muestran activos por ahora en este campo son algunos científicos y técnicos que trabajan investigando el motor Stirling dentro de la Universidad.

Concretamente dentro del Campus de Viesques-Gijón existen interesantes ejemplos de ello, aunque posiblemente no cuenten con todo el apoyo de las instituciones que necesitan y merecen.

Sería muy importante que en nuestro país se potenciase y aprovechase este trabajo de I+D de los investigadores universitarios, y las administraciones públicas promoviesen las sinergias necesarias para sumar a los empresarios con estos investigadores, e incluso contemplando las posibilidades de asociación o colaboración con alguno de los fabricantes de estos equipos ya existentes en el extranjero.

Desde un punto de vista social, también tiene importancia la microcogeneración, ya que rompe los monopolios de la generación eléctrica, muchos de los hasta ahora dóciles consumidores pasarían a detentar una pequeña parcela de poder energético, por ello es de suponer que los oligopolios formados por las grandes empresas generadoras y distribuidoras de energía eléctrica, que hasta disfrutan de un mercado cautivo, pongan todas las trabas posibles para la conexión de estos equipos a la red eléctrica de BT (baja tensión).

La implantación de estas redes de generación distribuida, asusta a los accionistas y ejecutivos de las grandes compañías eléctricas por el quebranto económico y complicaciones administrativas que les puede suponer, es lógico que la actividad económica de un mercado energético tan agitado por opas, absorciones y fusiones acusaría negativamente una política estatal favorable a estos sistemas, por lo que el gran capital seguramente ejercerá toda la influencia posible para que surja una legislación restrictiva para el acoplamiento de estos grupos a la red eléctrica.

Ello demostraría una vez más que dejar exclusivamente a los empresarios y a “la mano oculta del mercado” el control de la innovación, especialmente en política energética, no es todo lo beneficioso que predican los liberales a ultranza.

En las condiciones ya comentadas de España con oligopolios energéticos actuando dentro de mercados cautivos, lo que prima es exclusivamente ganar dinero, y cuanto más rápido mejor, y de seguro que no estarán dispuestos a renunciar a parte de sus beneficios en aras de una estructura energética que nos sea socialmente más beneficiosa cuando llegue la próxima y certera crisis energética.

Pero, por ello, la sociedad civil no debe amedrentarse y todos debemos colaborar a implementar aquellas innovaciones como la microcogeneración que nos ayuden a paliar las penurias energéticas que nos aguardan dentro de muy pocos años.

Como modesta aportación a continuación se expone el diseño de un alternador lineal aplicable a un motor Stirling de pistón libre.