Trigeneración
La Trigeneración es un procedimiento similar a la cogeneración en el que se consigue frío, además de energía eléctrica y calor, típicos de la cogeneración, todo a partir de un mismo combustible o una misma fuente de energía primaria.
La aparición de los sistemas de trigeneración tiene su origen en la llamada generación distribuida o descentralizada, que consiste en localizar el sistema de generación en el mismo lugar donde se encuentran los usuarios finales, o muy cerca de ellos.
La forma tradicional de obtener estos productos energéticos es por separado: consumir la electricidad de la red, producir el calor mediante calderas de combustible fósil y el frío a partir de ciclos de refrigeración por compresión, que consumen energía eléctrica. Los sistemas de trigeneración y cogeneración poseen ciertas ventajas económicas y medioambientales respecto a la forma convencional de generación, entre ellas un mayor rendimiento térmico global, que permite el ahorro de energía primaria y la reducción de emisiones.
Funcionamiento
La fuente de energía primaria utilizada en sistemas de trigeneración puede ser un combustible fósil como el gas natural o también fuentes de energía renovables o incluso calor residual de procesos industriales, lo cual añade aún más ventajas medioambientales. Además, si la fuente de energía es renovable permite la producción de electricidad, calor y frío de forma independiente de la red eléctrica y del consumo de combustibles fósiles. Esto reduce la dependencia del exterior, proporcionando seguridad de suministro e independencia energética a los usuarios. Existen instalaciones de trigeneración que utilizan como energía primaria biomasa, energía solar térmica, energía geotérmica, e incluso combinaciones de varias de ellas.
De forma general, una instalación de trigeneración está compuesta por tres sistemas principales:
El sistema de transformación de la energía primaria
La existencia y las características de este sistema dependen del tipo de energía primaria utilizada. En el caso de utilizar biomasa sería necesaria una caldera para obtener la energía del combustible o en el caso de la energía solar térmica un sistema de captadores solares.
El sistema motriz primario (o equipo de cogeneración) que produce la electricidad y el calor residual aprovechable
Existen diferentes tipos de tecnologías aplicables como motriz primario: ciclo de vapor (ciclo de Rankine y ciclo orgánico de Rankine), turbina de gas, motor de combustión interna, motor Stirling y pila de combustible. La elección de una u otra tecnología depende principalmente de la potencia eléctrica a instalar y de la fuente de energía primaria disponible y sus características.
El sistema de generación de frío
La combinación de la cogeneración con un sistema de producción de frío por absorción o de refrigeración por adsorción da lugar a la trigeneración. Los ciclos de absorción y de adsorción son procesos en los que se puede obtener frío a partir de una fuente de calor y son los más utilizados en instalaciones de trigeneración, aunque también pueden utilizarse ciclos convencionales de refrigeración por compresión. Este calor puede ser el calor residual del motriz primario o provenir directamente de la transformación de la energía primaria.
En la época estival, la demanda de calor baja considerablemente, por lo que el calor producido en los equipos de cogeneración puede aprovecharse para generar frío para la refrigeración necesaria en esta época. La producción de frío supone un aumento de las horas de operación y del factor de utilización de las instalaciones respecto a las de cogeneración, permitiendo al sistema operar con una carga más estable a lo largo del año y favoreciendo su viabilidad económica. De esta forma se consigue a partir de una energía primaria tres tipos de energía, junto con un importante ahorro económico y una buena alternativa para el medio ambiente.
Ventajas
Entre sus ventajas está el aprovechamiento de la energía térmica que es un residuo obligado en la generación de electricidad por combustibles.
No es de despreciar que al producir la electricidad in situ, se evitan las pérdidas de energía del transporte y la transformación que, contemplando la producción de un país en conjunto, se aproximan al 50% por ciento de la energía eléctrica total producida.
Aplicaciones
El mercado potencial de las instalaciones de trigeneración es muy amplio. Incluye aplicaciones con una elevada demanda de calor y frío, por ejemplo en el sector residencial (viviendas, redes de barrio para calefacción:calefacción urbana y refrigeración), en el sector servicios o terciario (complejos turísticos y deportivos, centros comerciales, supermercados, estaciones de ferocarril, aeropuertosetc.) y también en la industria (farmacéutica, alimentaria, etc.)
Referencias
- «Proyecto BIO3: Sistemas de trigeneración de pequeña potencia basados en la combustión de biomasa».
- «Proyecto MicroCheap: The integration of Micro-CHP and renewable energy systems».
- «Proyecto Sunstore 4: Abastecimiento con 100% renovables en una población de Dinamarca».
- «Generación eléctrica a partir de geotermia».
- Wu, D.W.; Wang, R.Z. (2006). «Combined cooling, heating and power: A review». Progress in Energy and Combustion Science 32: 459-495.
- Maraver, Daniel; Sin, Ana; Royo, Javier; Sebastián, Fernando (2013). «Assessment of CCHP systems based on biomass combustion for small-scale applications through a review of the technology and analysis of energy efficiency parameters». Applied Energy 102: 1303-1313.
Ejemplos de plantas de trigeneración
- «Trigeneración con biomasa y fotovoltaica en industria de cosméticos».
- «Trigeneración en fábrica de productos alimenticios».
- «Trigeneración en centros comerciales».
- «Trigeneración en aeropuerto».
Para más información: