19.08.2013
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Cogeneración
Proyectos
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Trennfolientitel hinzufügen
Renewables Academy RENAC
Suministro de calor para una clínica de gran tamaño
Proyectos de Buenas Prácticas
Descripción
Red de calefacción urbana mediante un motor de gas existente que funciona con biogás para dar suministro a una gran clínica.
▪ Construcción de una tubería para la transferencia del fluido térmico desde la planta de biogás a la clínica
(aprox. 1,5 km
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▪ Construcción de un tanque de almacenamiento de calor
▪ Sistemas de control para la red de calefacción
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Suministro de calor para una clínica de gran tamaño
Proyectos de Buenas Prácticas
Manderscheid,
Renania Palatinao
Centro Eifelklinik
Red de calor
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Planta de biogas
Parámetros de diseño
Proyectos de Buenas Prácticas
Suministro de calor para una clínica de gran tamaño
Parámetros de diseño
▪ Demanda total de calor de los edificios: aprox. 4,500.000 kWh
▪ Carga térmica total: 3,5 MWt
▪ Niveles de temperatura para el demandante de calor:
▪ Secundario 80/60
▪ Primario 85/65
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▪ Carga térmica de la unidad de cogeneración : 290 kW
▪ Opción para un posterior suministro de calor con biomasa
▪ Operación según la ley alemana sobre vertido de energía a la red pública a partir de generación con fuentes de energía renovable.
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Dimensionamiento - Patrones de consumo
Proyectos de Buenas Prácticas
Suministro de calor para una clínica de gran tamaño
Dimensionamiento - Patrones de consumo
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
Th
erm
a lo
ad
[k
W]
Ho
sp
ital
Th
erm
al lo
ad
pro
fil
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0
500
1.000
1.500
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000
Th
erm
a lo
ad
[k
W]
Hours per year
Ho
sp
ital
Th
erm
al lo
ad
pro
fil
Dimensionamiento - Patrones de consumo
Proyectos de Buenas Prácticas
Suministro de calor para una clínica de gran tamaño
Dimensionamiento - Patrones de consumo
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
Th
erm
al L
oa
d [k
W]
Peak load
Ho
sp
ital
Th
erm
al lo
ad
pro
file
Pico
www.renac.de 6
0
500
1.000
1.500
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000
Th
erm
al L
oa
d [k
W]
Hours per Year
Ho
sp
ital
Th
erm
al lo
ad
pro
file
Base loadBase
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Conexión del sistema I
Proyectos de Buenas Prácticas
Suministro de calor para una clínica de gran tamaño
Conexión del sistema I
80°C
60°C
85°C
65°C
90°C
60°C
Unidad de
Clínica
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Unidad de
Cogeneración
Conexión del sistema II
Proyectos de Buenas Prácticas
Suministro de calor para una clínica de gran tamaño
Conexión del sistema II
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Conexión del sistema III
Proyectos de Buenas Prácticas
Suministro de calor para una clínica de gran tamaño
Conexión del sistema III
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Rendimiento económico
Proyectos de Buenas Prácticas
Suministro de calor para una clínica de gran tamaño
Rendimiento económico
Parámetros económicos Cantidad (€)
Inversiones en la red de calefacción 417.837
Inversión en conexión 130.303
Otros costes 177.500
Inversión Total 725.640
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Inversión Total 725.640
Costos anuales totales 25.508
Ingresos anuales 81.510
TIR18 10,3%
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Descripción
Suministro de calor una gran escuela y centro de natación
Proyectos de Buenas Prácticas
Un motor de gas existente funciona con biogás parasuministrar calor a una gran escuela de educaciónsecundaria y una piscina pública a través de la red de calefacción urbana.
▪ Remodelación de la planta de biogás
▪ Construcción de un gasoducto de biogás y de la
estación de alimentación (aprox. 4.5 km)
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estación de alimentación (aprox. 4.5 km)
▪ Construcción del motor en las inmediaciones de los demandantes el calor
▪ Operación según la ley alemana sobre vertido de energía a la red pública a partir de generación con fuentes de energía renovable.
Suministro de calor una gran escuela y centro de natación
Proyectos de Buenas Prácticas
CogeneraciónBiogas Prüm
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Planta Biogas
Giesdorf
Tubería Biogas
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Parámetros de diseño
Suministro de calor una gran escuela y centro de natación
Proyectos de Buenas Prácticas
Parámetros de diseño
▪ Demanda total de calor de los edificios: aprox. 2.282.000 kWh
▪ Carga térmica total: 1,3 MWt
▪ Niveles de temperatura para el demandante de calor:
▪ Secundario 80/60
▪ Primario 85/65
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Dimensionamiento - Perfil de carga combinada de ambas demandas
Suministro de calor una gran escuela y centro de natación
Proyectos de Buenas Prácticas
Dimensionamiento - Perfil de carga combinada de ambas demandas
600
800
1.000
1.200
1.400
Th
erm
a lo
ad
[k
W]
Ho
sp
ital
Th
erm
al lo
ad
pro
fil
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0
200
400
600
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000
Th
erm
a lo
ad
[k
W]
Hours per year
Ho
sp
ital
Th
erm
al lo
ad
pro
fil
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Dimensionamiento - Perfil de carga combinada de ambas demandas
Suministro de calor una gran escuela y centro de natación
Proyectos de Buenas Prácticas
600
800
1.000
1.200
1.400
Th
erm
al L
oa
d [
kW
]
Pico
Ho
sp
ital
Th
erm
al lo
ad
pro
file
Dimensionamiento - Perfil de carga combinada de ambas demandas
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0
200
400
0 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000
Th
erm
al L
oa
d [
kW
]
Hours per Year
Ho
sp
ital
Th
erm
al lo
ad
pro
file
Base
Conexión del sistema I
Suministro de calor una gran escuela y centro de natación
Proyectos de Buenas Prácticas
Conexión del sistema I
80°C
60°C
85°C
65°C
90°C
60°C
Unidad de
Escuela
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80°C
60°C
85°C
65°C
Unidad de
cogeneración
Centro de natación
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Conexión del sistema II
Suministro de calor una gran escuela y centro de natación
Proyectos de Buenas Prácticas
Conexión del sistema II
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Conexión del sistema III
Suministro de calor una gran escuela y centro de natación
Proyectos de Buenas Prácticas
Conexión del sistema III
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Conexión del sistema IV
Suministro de calor una gran escuela y centro de natación
Proyectos de Buenas Prácticas
Conexión del sistema IV
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Rendimiento económico
Suministro de calor una gran escuela y centro de natación
Proyectos de Buenas Prácticas
Rendimiento económico
Parámetros económicos Cantidad (€)
Inversión Planta de biogás 1.243.572
Inversión motor de cogeneración 331.000
Inversión tuberías biogás 434.832
Inversión Total 2.009.404
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Costos anuales totales 445.189
Ingresos anuales 763.800
TIR 20 12,3%
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Suministro de electricidad y calefacción para la industria química
Proyectos de Buenas Prácticas
Descripción
Oferta complementaria de electricidad y calor a través de una microturbina de gas
▪ Construcción de la microturbina de gas (sin considerarinstalación)
▪ Conexión de la instalación
▪
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▪ Construcción de un tanque de almacenamiento de calor
▪ Sistemas de control para la red de calefacción
▪ Precios de la energía elevados � generación propia
Parámetros de diseño
Suministro de electricidad y calefacción para la industria química
Proyectos de Buenas Prácticas
Parámetros de diseño
▪ Varias líneas de vapor (12, 6, 3, 1,5 bar)
▪ Uso parcial del vapor para la calefacción
▪ Flujo de vapor máximo (1 línea de 6 bar) para la
calefacción: 0,54 t / h
▪ Flujo de vapor máximo (1 línea de 1,5 bar) para la calefacción: 0,42 t / h
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calefacción: 0,42 t / h
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Dimensionamiento - Perfil de Carga térmica
Suministro de electricidad y calefacción para la industria química
Proyectos de Buenas Prácticas
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Dimensionamiento - Perfil de carga eléctrica
Suministro de electricidad y calefacción para la industria química
Proyectos de Buenas Prácticas
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Suministro de electricidad y calefacción para la industria química
Proyectos de Buenas Prácticas
Microturbina de gas Capstone C200
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Equipo seleccionado
Suministro de electricidad y calefacción para la industria química
Proyectos de Buenas Prácticas
Equipo seleccionado
▪ Microturbina de gas
▪ Capacidad eléctrica de 190 kW
▪ Eficiencia eléctrica 31%
▪ Temperatura del gas de escape 280 °C
▪ Flujo de gas de escape 1,3 kg/s
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▪ Flujo de gas de escape 1,3 kg/s
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Análisis Pinch
Suministro de electricidad y calefacción para la industria química
Proyectos de Buenas Prácticas
100
150
200
250
300
Te
mp
era
tur
[°C
]
flue gas
Heating
Evaporation
Overheating
T Pinch
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0
50
100
0 100 200 300
Te
mp
era
tur
[
H_Point [kW]
Conexión de la instalación
Proyectos de Buenas Prácticas
Suministro de electricidad y calefacción para la industria química
Conexión de la instalación
Distribución del calor
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Conexión de la instalación
Proyectos de Buenas Prácticas
Suministro de electricidad y calefacción para la industria química
Conexión de la instalación
Distribución de energía
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Rendimiento económico
Proyectos de Buenas Prácticas
Suministro de electricidad y calefacción para la industria química
Rendimiento económico
Parámetros económicos Cantidad (€)
Inversión turbina de Gas 340.000
Inversión conexión 226.000
Inversión Otros 83.000
Inversión Total 649.000
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Costos anuales totales 175.000
Costes anuales de OyM 31.500
Ingresos anuales 290.800 / 226.300
TIR 20 15,8%
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Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria
Proyectos de Buenas Prácticas
Descripción
Oferta complementaria de electricidad y calor a través de una motor de gas de cogeneración
▪ Construcción del grupo moto-generador (sin considerarinstalación)
▪ Conexión de la instalación
▪
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▪ Construcción de un tanque de almacenamiento de calor
▪ Sistemas de control para la red de calefacción
▪ Precios de la energía elevados � generación propia
Parámetros de diseño
Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria
Proyectos de Buenas Prácticas
Parámetros de diseño
▪ Caldera de vapor para la producción - combustible
Diesel
▪ Producción de vapor 1,6 t/h, 12 bar
▪ Calderas para calefacción - 1120 kW - CombustibleDiesel
▪ Temperaturas de calentamiento 85/70 °C
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▪ Temperaturas de calentamiento 85/70 °C
▪ Suministro acutal desde la red pública
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Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria
Proyectos de Buenas Prácticas
Perfil de carga térmica para calefacción (approx.)
200
250
300
350
400
450
Th
erm
al lo
ad
in k
W
Perfil de carga térmica para calefacción (approx.)
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0
50
100
150
1 101 201 301
Th
erm
al
Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria
Proyectos de Buenas Prácticas
1000
Perfil de consumo elécrico
400
500
600
700
800
900
1000
Po
wer
load
(kW
)
Load …
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0
100
200
300
400
1 101 201 301 401 501 601 701 801 901 1001 1101 1201 1301 1401 1501
Po
wer
load
(kW
)
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Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria
Proyectos de Buenas Prácticas
Equipo seleccionadoEquipo seleccionado
▪ Motor de cogeneración de gas
▪ Potencia térmica 290 kW (46,2% de eficiencia eléctrica)
▪ aprox. 0.140 kW de gases de combustión (490 °C)
▪ aprox. 150 kW refrigeración (95 º C)
▪ Generador de vapor
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▪ Nivel de generación 250 kW (39,8% de eficienciaeléctrica)
Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria
Proyectos de Buenas Prácticas
Análisis Pinch
200
250
300
350
400
450
500
550
Te
mp
era
tur
[°C
]
Flue gas
Heating
Evaporation
overheating
T-Pinch
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0
50
100
150
200
0 100 200
Te
mp
era
tur
[
H_point [kW]
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Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria
Proyectos de Buenas Prácticas
Conexión de la instalacióninstalación
Distribución del calor
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Proyectos de Buenas Prácticas
Conexión de la instalación
Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria
instalación
Distribución de electricidad
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19.08.2013
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Suministro de electricidad y calefacción para la industria alimentaria
Proyectos de Buenas Prácticas
Rendimiento económico
Parámetros económicos Cantidad (€)
Inversión motor de cogeneración 230.000
Inversión en la conexión 80.000
Inversión Otros 50.000
Inversión Total 360.000
Coste anual total de combustible 171.600
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Coste anual total de combustible 171.600
Coste anual total de OyM 50.300
Ingresos Anuales 309.600 / 228.200
TIR 20 20,0%