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Tecnología y Medio AmbienteSemana de la ciencia 2009
JORNADA DE PRESENTACIÓN DE TECNOLOGÍAS Y APLICACIONES: ENERGÍA
CONFEDERACIÓN DE EMPRESARIOS DE NAVARRA
Micro-cogeneración
Lunes 23 de noviembre
MICROPOWER EUROPE
DISTEC ESPAÑA
CAPSTONEMICROTURBINAS
ESTUDIOSTÉCNICOS
ESTUDIOS ECONÓMICOS
DISTEC NORTEPAMPLONA INGENIERÍAS
CLIENTEIgnacio Pedrosa Gá[email protected]
639 81 33 41 2
Salida humos microturbina3
Primera microturbina instalada en un Boeing 727 en 1.963
LA INGENIERÍA AERONÁUTICA LLEGA A LOS EDIFICOS Y LAS
LAS INDUSTRIAS QUE DEMANDAN GENERACIÓN DE
CALOR
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Turbina de propulsión empleada por los aviones
Turbina estacionariaempleada en la generación
eléctrica
TIPOS DE TURBINAS Y SUS APLICACIONES
5Rango de trabajo entre 46.000 y 96.000 rpm.
Funcionamiento de las microturbinas CAPSTONE
Producción Transporte Distribución Usuario final
microturbinas
Desde el comienzo del desarrollo industrial la ciencia ha debatido sobre la forma de suministro de energía
¿LOCALIZADA O DISTRIBUÍDA?
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TODO CAMBIO VIENE PRECEDICO DE UN ACONTECIMIENTO QUE LO PRECIPITA
LA CRISIS ENERGÉTICA DE LOS AÑOS 90 PROVOCÓEN CALIFORNIA APAGONES ELÉCTRICOS
Para desarrollar alternativas se pensó en turbinas al ser equipos que permiten una generación simple, autónoma, de alta
disponibilidad y bajo mantenimiento
EN 1.996, CAPSTONE PRESENTA LA PRIMERA VERSIÓN DE LA MICROTURBINA DE 30 KW 7
Cogeneración es la producción simultánea de calor y electricidad a partir de una fuente de energía primaria.
LA MICROTURBINA GENERA CASI EL DOBLE DE ENERGÍA CALORÍFICA QUE ELÉCTRICA
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Modelos y rendimientos de micro turbinas CAPSTONE
La referencia de los modelos cambia en función de la producción de
electricidad en kW
Rendimientos entre 82 y 85%.
Consumo Gas223 kW
Producción de calor 120 kW
Produccióneléctrica 65 kW
C65
C30, C65, C200, C600, C800, C1000
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Principales características:
- No tiene engranajes- No precisa lubricación- Carece de refrigeración - Prácticamente sin mantenimiento- Reducidas emisiones a la atmósfera
Innovación tecnológica aportada por la microturbina:
Reducido tamaño
Una sola parte móvil
Cojinete de aire
COMBUSTIBLES EMPLEADOS EN LA MICROTURBINA
La evolución tecnológica de los sistemas ha permitido el uso de todo tipo de combustibles:
• Gas Natural• GLP•Biogás de vertedero•Biogás de digestión •Queroseno•Gasoil•...
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Filtro aire de combustión 8.000 h.
Filtro aire de refrigeración 8.000 h.
Filtro del combustible 8.000 h.
Sistema de encendido 8.000 h.
Sistema de inyección 20.000 h.
Termopares 20.000 h.
Overhaul. 40.000 h.
Programa de mantenimiento de las microturbinas CAPSTONE:
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MONTAJE TANTO EXTERIOR COMO INTERIOR
NO VIBRA – POCO PESO NO BANCADA
SE MUEVE FACILMENTE CON UNA TRASPALETA
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FACILIDAD DE CONEXIONADO DE GAS Y ELECTRICIDAD
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Sector Industrial Sector servicios
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COGENERACIÓN EN LA INDUSTRIA
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TRIGENERACIÓN EN HOTEL
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LA MICRO-COGENERACIÓN EN LA INSTALACIÓN TÉRMICA DE UN EDIFICIO
Incorporación al sistema tradicional
VENTA ELECTRICIDAD A LA COMPAÑÍA
¿QUE APORTA ESTA NUEVA TECNOLOGÍA ?
SUSTITUYE A LA CALDERA TRADICIONAL EN PROCESOS TÉRMICOS INDUSTRIALES DE DEMANDA CONSTANTE
INDUSTRIAS EN ACTIVO
AYUDA EN LA MEJORA DEL MEDIO AMBIENTEESTADO
REDUCCIÓN DE COSTOS ENERGETICOSCO2
EMPRESA
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AYUDA EN LA MEJORA DEL MEDIO AMBIENTEESTADO
REDUCCIÓN DE COSTES ENERGETICOSCO2
EMPRESA CO2CO2
• HOTELES - POLIDEPORTIVOS – SECTOR TERCIARIO• COMUNIDADES DE VECINOS CON CALEFACCIÓN COLECTIVA
EN EDIFICIOS EXISTENTES
AÑADIENDO MICRO-COGENERACIÓN A LA INSTALACIÓN EXISTENTE
REDUCCIÓN DE LA CASI TOTALIDAD DE COSTES DE ACS Y CALEFACIÓN
ESTADO
SUBVENCIÓN
PROPIEDAD
AYUDA EN LA MEJORA DEL MEDIO AMBIENTE
CO2
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EDIFICOS DE NUEVA CONSTRUCCIÓN
CONDICIÓN IMPRESCINDIBLE CALEFACCIÓN CENTRALIZADA
LA INCORPORACIÓN DE MICROTURBINA NO AUMENTA EL COSTO Y ESTO SE CONSIGUE:
• SUSTITUYENDO A LAS PLACAS SOLARES• REDUCIENDO EL TAMAÑO DE LAS CALDERAS • REALIZANDO LA FUNCIÓN DE GRUPO ELECTROGENO (si procede)
EL USUARIO FINAL VE MUY REDUCIDOS LOS GASTOS DE COMUNIDAD DESDE EL PRIMER DÍA
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1.- DATOS DE PARTIDAa) Necesidades térmicas aportados por INGENIERÍAb) Gastos anuales de gas en una Comunidad de propietarios
2.- Determinación del nº de trabajo al año de microturbinas
3.- Grafico de consumos energéticos anuales
4.- Selección de la microturbina
5.- Propuesta de inversión producción y explotación
6.- Obtención del Rendimiento Eléctrico Equivalente
7.- Determinación del precio de venta de la electricidad
8.- Valoración de la reducción de emisiones de CO2
9.- Recuperación de energía primaria
10.- Normativa legal aplicable
ESTUDIO DE VIABILIDAD DE UNA MICRO-COGENERACIÓN:
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DISTEC – MICROPOWER – CAPSTONE
Agradecen su atención y atenderán cuantas consultas deseen realizar en :
Teléfono: 639 81 33 41Correo electrónico
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Proceso de elaboración de estudio
Cuota fija MWh precio/u Importe base imp. IVA total
Enero 1.808,52 312,70 45,837388 14.333,35 16.141,87 2.582,70 18.725
Febrero 1.808,52 441,80 45,837388 20.250,96 22.059,48 3.529,52 25.589
Marzo 1.808,52 360,40 45,837388 16.519,79 18.328,31 2.932,53 21.261
Abril 1.808,52 311,50 45,837388 14.278,35 16.086,87 2.573,90 18.661
Mayo 1.808,52 367,80 45,837388 16.858,99 18.667,51 2.986,80 21.654
Junio 1.808,52 208,80 45,837388 9.570,85 11.379,37 1.820,70 13.200
Julio 1.808,52 126,30 45,837388 5.789,26 7.597,78 1.215,65 8.813
Agosto 1.808,52 59,80 45,837388 2.741,08 4.549,60 727,94 5.278
Septiembre 1.808,52 29,90 45,837388 1.370,54 3.179,06 508,65 3.688
Octubre 1.808,52 34,70 45,837388 1.590,56 3.399,08 543,85 3.943
Noviembre 1.808,52 127,40 45,837388 5.839,68 7.648,20 1.223,71 8.872
Diciembre 1.808,52 232,90 45,837388 10.675,53 12.484,05 1.997,45 14.481
TOTALES 21.702,24 2.614,00 119.818,93 141.521,17 22.643,39 164.164,56
• Tabla de gastos anuales de gas• Proyecto de necesidades energéticas
Previsión de horas de trabajo anuales:
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Días/mes Necesidad m-T h/día kWh prod. kWh pend.Enero 31 265.795 117 20 72.540 193.255Febrero 28 375.530 117 20 65.520 310.010Marzo 31 306.340 117 20 72.540 233.800Abril 30 264.775 117 20 70.200 194.575Mayo 31 312.630 117 20 72.540 240.090Junio 30 177.480 117 20 70.200 107.280Julio 31 107.355 117 20 72.540 34.815Agosto 31 50.830 117 12 43.524 7.306Septiembre 30 25.415 117 5 17.550 7.865Octubre 31 29.495 117 6 21.762 7.733Noviembre 30 108.290 117 20 70.200 38.090Diciembre 31 197.965 117 20 72.540 125.425TOTALES 365 2.221.900 6.168 721.656 1.500.244
0
50.000
100.000
150.000
200.000
250.000
300.000
350.000
400.000
Enero Marzo Mayo Julio Septiembre Noviembre
Serie1
Gráfico de necesidades en Kwh. a lo largo del año:
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bar
ºC.
Funcionamient
Horas / año 6.168 h/año
kW agua caliente 117
1 m‐T
Consumo 224
kW eléctricos 65
nº m‐T 1
Tipo C65iCHP HP ‐ GN
Instalación NO
Producción máxima
Tipo mantenimiento Mant. Overhaul
Transformador NO
Tª. Agua Caliente 80
Otros datos
Condicionantes
Pres. entrada Gas 0,1
Tipo conexión eléctrica Red
Tipo financiación El Cliente
Tipo combustible G.N.
Tipo de µ‐Turbina C65iCHP DM ‐ GN
Datos de partida
Tipo instalación Agua Caliente
Datos de partida:
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Microturbina propuesta: CAPSTONE tipo C65 iCHP DM GC.
Prestaciones eléctricas Potencia neta 65 kW Tensión 400‐480 VAC Frecuencia 50/60 Hz Corriente máxima 400 A. Combustible Tipo combustible Gas Natural Características Gas Natural (PCS) 8,5‐13,18 kW/Nm3 Presión entrada 5,17 Bar Consumo (PCI) 224 kW Salida gases y calor recuperado Nox @ 15% O2 < 5 ppmvd Caudal gases 0,49 kg/s Temperatura salida gases 309 ºC. Calor recuperado agua caliente a 80ºC 112 kW Dimensiones y peso Ancho x Profundidad x Altura 762x1.956x2.388 mm. Peso 1.000 Kg 27
Cantidad Costo económicomicro-turbinaC65 iCHP DM GC 1Software 1Modem acceso exterior 1Puesta en marcha 1Total micro-turbina 127.764 €
Otras máquinasIntercambiador de calor 0Absorción 0Torre Refrigeración 0Compresor 1Total otras máquinas 18.750 €
OtrosArmario control 1Instrumentación para REE 1Varios 1P. en marcha del conjunto 1Instalaciones 0Total otros 18.125 €
Legalizaciones y proyectosAnteproyecto 0Propuesta REPE 0Proyecto medioambiental 0Asesoramiento a proyecto 1Total proyectos 6.340 €
TOTAL INVERSIÓN 170.979 €
Explotación del sistema.Inversión :
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DATOS DE PRODUCCIÓN
Z1 6.168 h/año
PRODUCCIÓN 720.831 kWh/año
Producción A. Caliente con Caldera Standard
CONSUMOS
Consumo Gas por Agua Caliente 800.423 kWh/año
Sistem
a Actua
l
Total Gas consumido 800.423 kWh/año
C65iCHP HP ‐ GN h/año Z1 1 7.809
PRODUCCIÓN
720.831 kWh/año Producción A. Caliente con m‐Turbinas
Total producción electricidad 400.920 kWh/año CONSUMOS Si
stem
a con cogene
ración
Total Gas consumido 1.381.632 kWh/año
Datos de producción :
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Precio venta electricidad 0,146374 €/kWPrecio compra del gas 0,033673 €/kW
S. Actual CogeneraciónTotal Ingresos 0 € 58.684 €
Venta electricidad 0 € 58.684 €
Total Gastos 32.953 € 55.246 €Coste Gas Natural 26.953 € 46.524 €Compra electricidad 0 € 0 €Mantenimiento 6.000 € 8.722 €
Resultado ‐32.953 € 3.438 €
Ahorro energético anual
170.979 €
4,7
21,28%
Retorno de la inversión ( años)
Rentabilidad de la inversión
COMPARATIVA EXPLOTACIÓN ANUAL
36.391 €
RENTABILIDAD Y RETORNO DE LA INVERSIÓN
Total Inversión
Explotación del sistema :
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El R.E.E. (Rendimiento Eléctrico Equivalente), es indispensable para poderobtener las primas por venta de electricidad, en este caso al tener el mismoaprovechamiento eléctrico los R.E.E. resultantes son lo mismo para una comopara dos m-Turbinas.
CÁLCULO R.E.E. (Precio venta electricidad) RefH 0,9 R.E.E. mínimo para cogenerar 53,10% R.E.E. instalación propuesta 68,98% Complemento por eficiencia 0,010890 Precio venta electricidad 1/07/2009 0,135484
Precio final venta electricidad 0,146374 En el que:
RefH Valor fijo. 0,9 para Gas Natural y GNL R.E.E. mínimo para cogenerar Para cogeneraciones < 1.000 kW es 53,10 % R.E.E. instalación propuesta : Es obtenido con fórmula para cogeneración. Complemento por eficiencia: Es un complemento al precio estipulado debido a la mayor eficiencia del sistema. Precio venta electricidad: Precio de venta según tarifa de 1/7/2009.
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OBTENCIÓN DEL R.E.E. (precio de venta de la electricidad)
Debido a la producción de electricidad en el mismo punto de consumo y alaprovechamiento del calor producido, se producen unos ahorros importantesen cuanto a emisiones de CO2.
kWh gr. CO2 Total Tm. CO2
800.423 204 163,291.381.632 204 - 281,85400.920 649 260,20
Ahorro CO2 con m-Turbinas 141,63
AHORRO CO2
Consumo Sistema Standard Consumo con m-Turbinas Ahorro por producción eléctrica
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AHORRO DE EMISIONES DE CO2
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RD 661/2007:
Marco legal:El 1 de Junio de 2.007 entra en vigor el RD 661/2007 por el que se regula la actividad de producción de electricidad en el Régimen Especial.Este RD otorga diferentes precios a la electricidad vertida a la red en función de:- Eficiencia energética.- Tipo de combustible.- Rango de Potencia.
-El grupo (a) es el de las cogeneraciones a las que se exige alta eficiencia energética.-Se divide en 4 subgrupos en función del combustible, de los nos interesan los a) 1 y 2 referentes al G. N. y al G.L.P.
Marco legal de la cogeneración
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-Todas las cogeneraciones del grupo a.1 deben cumplir una alta eficiencia energética como se describe en el anexo I del RD 661/2007
-Esta eficiencia implica el cumplimiento del REE.
- Para turbinas de gas de menos de 1 MW, el valor es de 53,1%
-Cada trimestre hay una revisión de las tarifas del grupo a en base al precio de venta del gas a cogeneraciones y del IPC. Los precios actuales son:
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-Documentos:
1.- Solicitud de inclusión en el Régimen Especial de Productores de Electricidad.2.- Solicitud de la Autorización Administrativa.3.- Inscripción definitiva.
En cada Comunidad autónoma existen algunos procedimientos particulares y normativas más o menos restrictivas sobre todo en lo referente al Estudio de Impacto Ambiental.
En el artículo 6 del RD 661 se indica el contenido de la solicitud para inclusión en el REPE dependiendo del apartado solicitado (a,b).
La Autorización Administrativa se solicita según el procedimiento del artículo 122 del RD 1995/2000. Se trata de un Proyecto Básico de la instalación con el Estudio de Impacto Ambiental.
Escoger opción de venta, cumplir punto de medida y condiciones de acceso a red.
Documentación necesaria:
