Usuari:Mcapdevila/Cicle combinat
S'anomena cicle combinat a la generació d'energia a la coexistència de dos cicles termodinàmics en un mateix sistema, un el fluid de treball és el vapor d'aigua i un altre el fluid de treball és un gas producte d'una combustió. [1] A la propulsió de vaixells s'anomena cicle combinat al sistema de propulsió COGAG.
Funcionament
[modifica]En una central elèctrica el cicle de gas genera energia elèctrica mitjançant una o diverses turbines de gas i el cicle de vapor d'aigua ho fa mitjançant una turbina de vapor. El principi sobre el qual es basa és utilitzar els gasos d'escapament a alta temperatura de la turbina de gas per aportar calor a la caldera o generador d'vapor de recuperació, la que alimenta al seu torn de vapor a la turbina de vapor. El principal avantatge d'utilitzar el cicle combinat és la seva alta eficiència, ja que s'obtenen rendiments superiors al rendiment d'una central de cicle únic i molt majors que els d'una de turbina de vapor.
Aconseguint augmentar la temperatura d'entrada dels gasos en la turbina de gas, s'obtenen rendiments de la turbina de gas propers al 50%. Aquest rendiment implica una temperatura d'uns 1.350° C a la sortida dels gasos de la cambra de combustió. El límit actualment és la resistència a suportar aquestes temperatures per part dels materials ceràmics emprats en el recobriment intern de les cambres de combustió d'aquestes turbines.
Un cicle combinat ajuda a absorbir una part del vapor generat en el cicle Joule i permet, per això, millorar la recuperació tèrmica, o instal·lar una turbina de gas de major grandària la recuperació tèrmica no estaria aprofitada si no s'utilitzés el vapor en una segona turbina de contrapressió.
En un cicle combinat el procés de vapor és essencial per aconseguir l'eficiència d'aquest. La selecció de la pressió i la temperatura del vapor viu es fa en funció de les turbines de gas i vapor seleccionades, selecció que s'ha de fer amb criteris d'eficiència i economia. Per això es requereix l'existència d'experiències prèvies i "imaginació responsable" per crear processos adaptats a un centre de consum, que al mateix temps disposin de gran flexibilitat que possibiliti el seu treball eficient en situacions allunyades del punt de disseny.
Les centrals elèctriques de cicle combinat són una part fonamental del mix energètic espanyol . A final de 2008 aquest tipus de centrals representava el 24% de la potència elèctrica total instal·lada a Espanya i va generar el 32% de la demanda anual. El seu gran avantatge és que són centrals amb una alta capacitat de regulació, de manera que són capaços de variar la seva potència amb relativa facilitat per adaptar-se a la demanda. [2]
Cicle combinat per condensació
[modifica]Una variant del cicle combinat de contrapressió clàssic, és el cicle combinat a condensació que es realitza en processos estrictament cogenerativos. Es basa en una gran capacitat de regulació davant demandes de vapor molt variables.
El procés clàssic de regulació d'una planta de cogeneració consisteix a evacuar gasos a través del bypass quan la demanda de vapor és menor a la producció i utilitzar la post-combustió quan succeeix el contrari.
Baixant sensiblement la seva potència, no s'aconsegueix la seva adaptació a la demanda de vapor, a causa d'una important baixada en el rendiment de recuperació, ja que els gasos d'escapament mantenen pràcticament el seu cabal i baixen ostensiblement la seva temperatura. Per ells, les pèrdues de calor es mantenen pràcticament constants, i la planta deixa de complir els requisits de rendiment.
Per contra, un cicle de contrapressió i condensació permet aprofitar la totalitat del vapor generat, regulant mitjançant la condensació del vapor que no pot usar-se en el procés, produint una quantitat addicional d'electricitat
Cogeneració
[modifica]Els sistemes d'intercanvi de cogeneració són sistemes de producció en els quals s'obté simultàniament energia elèctrica i energia tèrmica útil partint d'un únic combustible.
En generar electricitat amb un motor generador o una turbina, l'aprofitament de l'energia primària del combustible és del 25% al 35%, la resta es perd. En cogenerar es pot arribar a aprofitar del 70% al 85% de l'energia que lliura el combustible. La millora de l'eficiència tèrmica de la cogeneració es basa en l'aprofitament de la calor residual dels sistemes de refrigeració dels motors de combustió interna per a la generació d'electricitat.
El gas natural és l'energia primària més utilitzada per al funcionament de les centrals de cogeneració d'electricitat i calor, les quals funcionen amb turbines o motors de gas. No obstant això, també es poden utilitzar fonts d'energia renovables i residus com biomassa o residus que s'incineren.
A més, aquesta tecnologia redueix l'impacte ambiental degut a l'estalvi d'energia primària que implica. Si es té en compte que per produir una unitat elèctrica per mitjans convencionals es necessiten 3 unitats tèrmiques, mentre que en cogeneració es necessiten 1,5 unitats, la quantitat total d'agents contaminants emesos es veurà disminuïda en un 50%.
Aquest procediment té aplicacions tant industrials com en certs edificis singulars en els que la calor pot emprar per a calefacció o obtenció d'aigua calenta sanitària com per exemple ciutats universitàries, hospital s, etc.
Amb aquests sistemes es millora la eficiència energètica, aconseguint amb el mateix combustible més energia, amb el que s'aconsegueix un estalvi d'aquest i també una disminució de les emissions de CO2 .
Notes
[modifica]Vegeu també
[modifica]
