Presentación de PowerPoint - Fundación Gas Natural Fenosa

Evaluación tecnológica de la generación
eléctrica distribuida con gas natural:
la micro-cogeneración.
Alberto Jiménez
Jefe de Formación y Soporte Técnico
¿Cómo funciona?
Gases de combustión
Calor
~70%
Electricidad
~ 30 %
Combustible
100 %
Motor
Alternador
Sistema
convencional de
energía, para
producir 5,5 kW
de energía
eléctrica y 14,7 kW
de energía térmica
Coeficientes de paso
61%
11,04 kWe
32,91 kW
Electricidad= 2,007 kWhEPNR/kWhEfinal
Gas Natural= 1,190 kWhEPNR/kWhEfinal
(Documento IDAE de Enero 2016):
Rendimiento del sistema mixto convencional de
producción de electricidad y calor respecto a Energía
primaria no renovable.
21,87 kWt
η = 0,8
5,5 kWe
14,7 kWt
20,2 kW
Ahorra un
26,6 % de
energía
primaria
84%
Rendimiento del sistema mixto de producción de
electricidad y calor con micro-cogeneración respecto a
Energía primaria no renovable.
Coeficientes de paso
Electricidad= 2,007 kWhEPNR/kWhEfinal
Gas Natural= 1,190 kWhEPNR/kWhEfinal
(Documento IDAE de Enero 2016):
24,15 kW
5,5 kWe
14,7 kWt
20,2 kW
Sistema
convencional de
energía, para
producir 5,5 kW
de energía
eléctrica y 14,7 kW
de energía térmica
6,59
Kg CO2
Emisiones de CO2 en el sistema mixto
convencional de producción de electricidad
y calor en una hora.
1,96 Kg CO2
Coeficientes de paso
Electricidad= 0,357 kg CO2/kWhEfinal
Gas Natural= 0,252 kg CO2/kWhEfinal
(Documento IDAE de Enero 2016):
4,63 Kg CO2
5,5 kWe
14,7 kWt
20,2 kW
Ahorra un
22 % de
emisiones
de CO2
5,12
Kg CO2
Emisiones de CO2 del sistema mixto con
micro-cogeneración de producción de
electricidad y calor en una hora.
Coeficientes de paso
Electricidad= 0,357 kg CO2/kWhEfinal
Gas Natural= 0,252 kg CO2/kWhEfinal
(Documento IDAE de Enero 2016):
5,5 kWe
14,7 kWt
20,2 kW
Características técnicas del Dachs
Dachs G 5.5
Consumo combustible
20,3 kW
Potencia eléctrica
5,5 kW
Potencia térmica
14,7 kW
Rendimiento total (PCI)
99 %
Rendimiento estacional (Según ErP)
161%
Clasificación energética (Según ErP)
Ancho
720 mm
Largo
1.070 mm
Alto
1.200 mm
Peso
530 kg
Intervalo de mantenimiento
3.500 h
Nivel de ruido
51 – 54 dBA
Principio de funcionamiento
Salida gas de combustión
Gas de
intercambio
Bomba de
agua
ca. 83°C
Válvula
termostática
Intercambiador de
calor de aceite
RF
Motorcilindro
Generador
trifásico
max. 73 °C
DACHS
Criterios de dimensionado básico
Demanda térmica base
Potencia (kW)
Demanda térmica anual (ACS + Calef.)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Criterios de dimensionado básico
Demanda térmica base
48
44
40
36
32
Caldera
Equipo base
demanda punta
kW
28
24
20
Equipo base 2
16
12
8
Equipo base 1
4
0
0
1000
2000
3000
4000
5000
Horas/año
6000
7000
8000
8760
Beneficios en € / año
Rentabilidad
+
+
+
250 kW
70 kW
Viviendas
multifamiliares
Edificios de
viviendas
Hostales, hoteles, piscinas
residencias de la tercera edad
500 kW
Hoteles, clinicas,…
Requisitos
dimensionamiento:
ACS
 Número elevado horas de
funcionamiento
 Demanda energía térmica
uniforme
Calefacción,
refrigeración o
climatización de
piscinas
El objetivo es
cubrir una
demanda base
de calefacción
con la microcogeneración.
Edificios de viviendas
Edificios de viviendas
Edificios de viviendas
Apoyo a la calefacción
Edificios de viviendas
Esquemas hidráulicos
Esquemas hidráulicos
Esquemas hidráulicos
Espacio en sala de calderas
99,5
30
100
66
78
106
20
27,5
Nota: Cotas en cm
72
Notes:
Ref. N°:
Project: Dachs in front, side and top view.
Not to scale! For information only! All
dimensions in cm.
Revision:
Date: 14.08.09
Initial: WD
Page 1 of 1
Espacio en sala de calderas
Condensador
350
1915 1065
Depósito de
inercia
SE 750
Unidad de
microcogeneración
DACHS
500
600
720
600
950
2970
2000
Nota: Cotas en mm.
100
Salida de humos
sobrepresión
tiro natural
Salida de humos
Ejemplo de instalación
Instalación
Conexión eléctrica en autoconsumo
Conexión eléctrica en autoconsumo
Salida de humos
hacia el exterior
Electricidad a los
circuitos del edificio
Circuito primario calef
Circuito primario calef
Suministro gas
Electricidad
exportada
Suministro red
3 fases
Magnetotérmico tetrapolar 20 A tipo C/K
Electricidad
generada
Arranque motor
Excepción peajes de
respaldo a las
instalaciones
existentes de microcogeneración hasta
2020
RD 900/2015 por el
que se regula el
autoconsumo
Excepción peajes de
respaldo a
instalaciones de
menos de 10 kW
contratados.
Con el actual
marco
normativo lo
más interesante
es el
autoconsumo
Demanda eléctrica durante 24h
Módulo 2
Módulo 1
Ejemplos de Soluciones
Oportunidades de la mejora de la eficiencia energética:
- Ahorro económico de combustible
- Amortización razonable
- Gestión energética adecuada
Caso 1: Terciario
Residencia tercera edad en Les Fonts, sin
gestión energética
(Terrassa)
Caso 2: Multifamiliar
Comunidad de Propietarios con gestor
energético de la sala
(Lleida)
Residencia Les Fonts (Terrassa)
Residencia Les Fonts (Terrassa)
Residencia Les Fonts (Terrassa)
Análisis costes de explotación anuales sobre demanda ACS:
 Valoración económica con equipo anterior (Gasóleo):
Reducción costes explotación vs situación anterior -7.933 €
% ahorro
económico
69,3%condensación (Gas):
 Valoración económica
con micro
+ caldera
Residencia Les Fonts (Terrassa)
Análisis reducción de emisiones de CO2:
84%
Reducción de emisiones
27 toneladas de CO2
- Caldera de 700 kW para
calefacción
- Caldera de 140 kW para ACS
- 2 depósitos de 1.500 L c/u
Para dar servicio
a 75 viviendas
Datos de consumo
Instalación antigua
Viviendas Comunitat Maragall (Lleida)
Gas: 929.695 kWh/año
Gas sólo para ACS:
198.000 kWh/año
Electricidad ≥ 82.000 kWh/año
Consumo de Gas Natural [kWh]
Consumo ACS
250000,0
200000,0
150000,0
100000,0
50000,0
,0
Dachs conectado a la
recirculación de ACS
Datos a 02-01-13
Instalación nueva
Viviendas Comunitat Maragall (Lleida)
PEM Dachs: 17-10-12
Caldera de ACS parada
Producción eléctrica: 9.544 kWhe
Reducción cons. eléctrico Oct’12 vs.
Oct’11: 53%
Consumo gas Dachs: 42.932 kWh
Horas de func:1.763 h ≡ 23,2 h/día
Reducción mensual factura energética
% ahorro económico (vs. gasto anterior ACS)
-501 €
55%
Conclusiones Casos presentados
 Facilidad de integración de los nuevos equipos en la sala de calderas existente
 Aprovechamiento íntegro de la cubierta del edificio para fines lúdico-terapéuticos de los
residentes (Residencia Les Fonts)
 Cobertura total de la demanda de ACS mediante el equipo de microcogeneración Dachs
 Importante reducción de la factura eléctrica gracias a la generación de energía eléctrica del
Dachs
 Máxima Eficiencia Energética mediante el uso combinado de dos tecnologías de máximo
rendimiento empleando gas como combustible
 Importante reducción de emisiones globales de CO2 respecto a la instalación existente
Concepto:
Microcogeneración
+
Aerotermia
115%
Rendimiento real medido sobre PCS
durante el año 2014.
Añadimos a la cogeneración el
aprovechamiento renovable de la
bomba de calor.
Instalación real
• Edificio de nueva construcción. Obra finalizada en 2013.
• Ubicado en Gijón (Solar de la antigua fábrica La Luz
Asturiana)
• 74 pisos (1,2 y 3 dormitorios) y 322 plazas de garaje.
• Inmueble de referencia con calificación energética A.
• Coste de calefacción y ACS anual garantizado de 450 € (lo
habitual es un coste de unos 1.000 € anuales)
Sistemas pasivos
• Envolvente diseñada para reducir la demanda
energética.
• Aislamientos, cerramientos opacos y puentes
térmicos dimensionados por encima del CTE.
• Sistemas de recuperación de calor en la
ventilación.
Sistemas activos
• Se sustituye la instalación de EST obligatoria
por el CTE.
• Se instala una máquina de microcogeneración
junto con una máquina de aerotermia.
• Se instalan calderas auxiliares de condensación
de alta eficiencia.
Certificación energética
A
Bomba de calor
(16 kW)
Calderas de
condensación
(2 x 300 kW)
Máquina de
microcogeneración
(12,5 kW)
Esquema de la instalación
750 litros
(60ºC)
1000 litros
(40ºC)
1000 litros
(75ºC)
Costes de explotación
Tipo de vivienda
Viv. de 1 dormitorio
Viv. de 2 dormitorios
Viv. de 3 dormitorios
TOTAL
Energía Solar
Térmica
Concepto
Colectores
solares térmicos
Mantenimiento
inst. solar
Calderas de
condensación
TOTAL
Concepto
Microcogeneración
Dachs
Mantenimiento
Dachs
Generación
eléctrica Dachs
Calderas de
condensación
TOTAL
Cantidad
16
34
24
74
Nº pax/viv. (*)
1,5
3
4
Nº pax total
1,5*16 = 24
3*34 = 102
4*24 = 96
222
Cobertura
Aportación
energética [kWh]
Coste
combustible
[€/kWh]
31,7%
33.131
-
Consumo (*)
24*22 = 528 l/día a 60ºC
102*22 = 2.244 l/día a 60ºC
96*22 = 2.112 l/día a 60ºC
4.884 l/día a 60ºC
Rendimiento
-
Coste
energético
[€/año]
0
1.500
68,3%
71.384
100%
104.515 kWh
Cobertura
Aportación
energética [kWh]
70,0%
73.161
0,06
96%
4.462
5.962 €/año
Coste
combustible
[€/kWh]
0,06
Rendimiento
Coste energético
[€/año]
61%
7.196
805
32.192
0,15
30,0%
31.354
0,06
100%
104.515 kWh
-4.829
96%
1.960
5.132 €/año
Costes de
explotación
Concepto
Microcogenaración
+ Aerotermia
Dachs
Mantenimiento
Dachs
Generación
eléctrica Dachs
Platinum BC
Calderas de
condensación
TOTAL
Cobertura
Aportación
energética [kWh]
55,0%
57.483
Coste
combustible
[€/kWh]
0,06
Rendimiento
Coste energético
[€/año]
61%
5.654
636
25.295
40,0%
41.806
5,0%
5.226
100%
104.515 kWh
0,15
-3.794
400%
0,06
96%
2.823 €/año
Costes de explotación [€/año]
10000,0
5962,0
5132,0
5000,0
2823,0
,0
Solar térmica
Microcogeneración
327
Microcogeneración +
aerotermia
Puesta en marcha: Marzo 2013
Consumos: Octubre 2013-Septiembre 2014
Rendimiento total
del sistema 115,2 %
Conclusiones
• Integración de tres sistemas de alta eficiencia en
una misma instalación.
• Certificación energética A con equipos de alta
eficiencia.
• Cogeneración ahorro de emisiones de CO2 y de
energía primaria.
• Autoconsumo y generación distribuida, factores
claves.
MUCHAS
GRACIAS POR
SU ATENCIÓN