Cogeneración para niños
La cogeneración es un proceso muy inteligente que nos permite obtener dos tipos de energía al mismo tiempo: energía eléctrica y energía térmica útil. La energía térmica útil puede ser vapor o agua caliente. Imagina que es como "dos por uno" en el uso de la energía.
Si además de electricidad y calor, también se produce frío (como hielo, agua fría o aire frío), a esto lo llamamos trigeneración. Y si, además de todo eso, se captura el dióxido de carbono que se emite, se le conoce como cuadrigeneración.
Contenido
Cogeneración: ¿Qué es y cómo funciona?
Cuando generamos electricidad usando un motor o una turbina, una parte de la energía del combustible se convierte en electricidad. Pero otra parte importante se pierde en forma de calor. La cogeneración aprovecha este calor que normalmente se desperdiciaría. En lugar de dejar que se escape al aire o al agua, lo usamos para calentar edificios o procesos industriales.
Esto hace que el sistema sea mucho más eficiente. Es como si una fábrica de galletas usara el calor de sus hornos para calentar el agua de sus oficinas. Así, se aprovecha casi toda la energía del combustible, en lugar de solo una parte.
¿Cómo se aprovecha la energía?
Para saber qué tan bien funciona una planta de cogeneración, se mide su eficiencia. Una forma es el Factor de Uso de Energía (FUE). Este factor nos dice cuánta energía útil (electricidad más calor) se obtiene de la energía que se le da al motor. Cuanto más alto sea este número, mejor está aprovechando la energía la instalación.
¿Dónde se usa la cogeneración?
La cogeneración se usa mucho en la industria, donde necesitan tanto electricidad como calor para sus procesos. También es muy útil en edificios grandes como hospitales, universidades o centros comerciales. Allí, el calor se puede usar para la calefacción, para producir agua caliente o incluso para la refrigeración en verano, usando sistemas especiales que transforman el calor en frío.
Aunque es más común en instalaciones grandes, también existen sistemas más pequeños llamados microcogeneración. Estos se pueden usar en edificios más pequeños o incluso en algunas viviendas.
¿Qué es la trigeneración y más allá?
La trigeneración es una mejora de la cogeneración. Además de producir electricidad y calor, también genera frío. Esto es posible porque se puede obtener frío a partir del calor que sobra.
Esto es muy útil porque la calefacción solo se necesita unos pocos meses al año. Pero con la trigeneración, el sistema se usa también en las estaciones cálidas para producir aire acondicionado. Así, la instalación se aprovecha durante más tiempo y es más rentable.
Un sistema de refrigeración por absorción, que es el que se usa para esto, necesita una temperatura mínima de unos 80 grados Celsius para funcionar.
Hay otras formas de maximizar el concepto de cogeneración:
- En invernaderos, los gases de escape del sistema de cogeneración se pueden limpiar y usar para ayudar a las plantas a crecer mejor. Esto se llama fertilización carbónica.
- La tetrageneración es cuando, además de electricidad, calor y frío, se genera un cuarto tipo de energía útil, como aire comprimido. Un ejemplo de esto es la fábrica de Ford en Almusafes, España.
Máquinas que hacen posible la cogeneración
Existen varias tecnologías que se usan para la cogeneración. Algunas de las más comunes son:
- Turbina de vapor: Usan vapor para mover un generador.
- Turbina de gas: Queman gas para mover una turbina.
- Motor de combustión interna: Similares a los motores de los coches, pero más grandes.
- Pila de combustible: Convierten la energía química directamente en electricidad.
- Microturbinas: Turbinas de gas más pequeñas.
- Motores Stirling: Motores que funcionan con diferencias de temperatura.
- Ciclos Rankine con fluido orgánico y Ciclo de Kalina: Sistemas que usan líquidos especiales para generar energía.
Las pilas de combustible son las que pueden alcanzar la mayor eficiencia eléctrica, hasta un 60%.
Beneficios de la cogeneración
La cogeneración tiene muchas ventajas importantes:
- Mayor eficiencia energética: Es su principal beneficio. Al usar el calor y la electricidad de un solo proceso, se aprovecha mucha más energía. Mientras que los sistemas tradicionales pueden perder hasta el 70-75% de la energía en forma de calor, la cogeneración solo pierde entre un 10% y un 20%. Esto significa que es entre un 70% y un 90% más eficiente.
- Menos pérdidas de energía: Cuando la electricidad se produce lejos de donde se usa, se pierde mucha energía al transportarla por los cables. Con la cogeneración, la electricidad se produce cerca del lugar de consumo, lo que reduce estas pérdidas.
- Beneficios para el medio ambiente: Al ser más eficiente, la cogeneración ayuda a reducir la cantidad de gases que causan el efecto invernadero, como el CO2. Se calcula que en Europa, la cogeneración evita la emisión de 200 millones de toneladas de CO2. Además, al reutilizar el agua caliente, se evita que se libere en ríos o lagos, lo que podría cambiar su temperatura.
- Ahorro de dinero: Al aprovechar mejor la energía y reducir las pérdidas, las empresas y edificios que usan cogeneración pueden ahorrar mucho en sus facturas de energía.
Véase también
- Análisis Pinch
- Generación distribuida
- Central de Pearl Street
