1. COGENERACIÓN
ENERGIE QUELLE
MBA. Ing. Daniel Mina
2010

2. Contenido
• La energía y el sector productivo del país.
• La Cogeneración: Clasificación, beneficios
y aplicaciones.
• ¿Quiénes son candidatos para la
implementación de cogeneración?
• Análisis de costos
• Casos

3. RESIDENCIAL
Y OTROS
30%
INDUSTRIA
40%
GOBIERNO
10%
AGUA Y BOMBEO
10%
COMERCIO
10%
MOTORES Y APLICACIONES 60% AA 15% ILUMINACION
13%
REF
6% Otros
6%
Participación de la industria en la
demanda eléctrica
Fuente: ASI

4. El Concepto de Cogeneración
Cogeneración es la producción eficiente de dos
formas de energía útil a partir del mismo recurso
combustible, mediante la utilización de la energía
de escape o de desecho de un sistema de
producción como insumo para el otro.
Fuente: Manual de Ingeniería Eléctrica, Donald Fink

5. El Concepto de Cogeneración
(ejemplo)
Su uso más común es la producción de electricidad y
calor en diversas formas (vapor, agua caliente, gases
calientes, etc.), lo cual se conoce también como CHP
(Combined Heat and Power).

6. Principales beneficios que otorga la
cogeneración
• Ahorro Energético, como consecuencias del
aumento del rendimiento de la transformación.
• Mayor respeto al ambiente, porque el
combustible utilizado es menor, y las emisiones
contaminantes disminuyen.

7. Principales beneficios que otorga la
cogeneración
• Ahorro en energía primaria debido a su mayor
eficiencia comparada con los sistemas de
generación eléctrica y térmica tradicionales.
• Mayor seguridad, competencia y
diversificación de las fuentes energéticas y la
disminución de la producción de gases de
efecto invernadero.

8. Ahorro de energía primaria producto de la cogeneración
Planta
Generadora
(RED)
η: 45%
Planta
Térmica
Industria
η: 80%
Energía
eléctrica
Pérdidas
de calor
residual
Calor
Pérdidas
de la
caldera
Planta de
Cogeneración
Industria
η: 83%
30% Eléctrico
53% Térmico
Energía
eléctrica
Calor
Pérdidas
de la
caldera
100 Unidades de energía
primaria
75 Unidades de energía
primaria
50
22,5
27,5
75
10
50
40
22,5
40
12,5
Situación Actual Situación con Cogeneración
25% de Ahorro en Energía Primaria

9. Rangos de aplicación equipos de
cogeneración

10. Balance de energía de un motor

11. Balance de energía de una turbina a
gas

12. Aplicaciones de la cogeneración
• Cogeneración con gases residuales.
• Ahorros energéticos en hospitales.
• Recuperación de Biogás.
• Cogeneración con aceites residuales de
automoción.
• Cogeneración con biomasa.
• Cogeneración con carbón pulverizado
(plásticos agrícolas)

13. Ciclos de cabecera (Topping)
CENTRAL DE
COGENERACIÓN
USUARIO
Electricidad
Electricidad
Calor
Combustible

14. Ciclos de cola (Bottoming)
CENTRAL DE
COGENERACIÓN
USUARIO
Electricidad
Electricidad
Calor
Combustible Combustible
Residual
Calor
Residual

15. Conexión del generador (aislado)
CENTRAL DE
COGENERACIÓN
USUARIO
Electricidad
Electricidad
Calor
Combustible

16. Conexión del generador integrado a la
red eléctrica
CENTRAL DE
COGENERACIÓN
USUARIO
Electricidad
Calor
Combustible
Electricidad

17. Turbina a contrapresión
USUARIO
Electricidad
Combustible Caldera
Agua
TURBINA
Vapor
Vapor

18. Turbina a contrapresión con extracción
de vapor
USUARIO
Electricidad
Combustible Caldera
Agua
TURBINA
Vapor
Vapor
Bomba Condensador

19. Elección de un sistema de
cogeneración
• Tamaño de la instalación. Las turbinas de gas no
son competitivas por debajo de 1 MW (e)
• Eficiencia. Los motores tienen rendimientos entre
35% y 43%, y las turbinas entre 25 y 36 %
• Flexibilidad. Los motores trabajando a una carga del
50% de la nominal consiguen mantener casi el 88% de
la eficiencia a plena carga.
• Costes del capital
• Costes de operación y mantenimiento. Los costes
de las turbinas son mucho más reducidos

20. ¿Qué instalaciones son candidatas
para su implementación?
• ¿Se han tomado todas las medidas
razonables para reducir el consumo de
energía y calor en sus instalaciones?

21. ¿Qué instalaciones son candidatas
para su implementación?
•¿Es la duración simultánea para cubrir las
necesidades de calor y electricidad
superior a 4.000 horas al año?
•¿Son los precios locales de electricidad
altos en relación a un combustible
alternativo?

22. ¿Qué instalaciones son candidatas
para su implementación?
• ¿Están las empresas preparadas para la
instalación de un sistema CHP?
• ¿Es la confiabilidad del servicio eléctrico
una preocupación económica mayor?

23. Análisis de costos considera los
siguientes factores:
• Precio medio de electricidad por kWh.
• Costo del gas natural, diesel o combustible
alternativo.
• Número de horas anticipadas de operación por
año.
• Costo instalado del sistema CHP por kW de
capacidad, eléctrica y térmica.

24. • La planta de cogeneración consistente en dos
motores de 1.920 kW cada uno, diseñada para
abastecer los consumos base de vapor de la
industria e inyectar los excedentes eléctricos al
sistema de distribución público.
• El calor del circuito de alta temperatura del
motor provee el calor necesario para calentar el
agua de reposición de las calderas y el agua de
proceso.
Industria de alimentos - Chile

25. Industria de alimentos - Chile

26. Industria de alimentos - Chile

27. Industria de alimentos - Chile
WACC 10%
Inversión $2,730,925.00
VAN $383,376.31

28. Gracias