En el món de l'energia ha diverses formes en què produir electricitat. Es pot emprar els combustibles fòssils (Petroli, carbó, gas natural ...) per produir energia elèctrica de moltes maneres. El problema d'usar-los, és la contaminació que produeixen al planeta i que són recursos esgotables en el temps. També es pot produir energia a través de les fonts renovables (Solar, eòlica, geotèrmica, hidràulica ...) i d'aquesta forma no dañaríamos a el medi ambient i són fonts inesgotables.

El que sí que tenim clar a l'hora de produir energia, sigui de la font que sigui, és que devem tenir eficiència energètica. D'aquesta manera aprofitarem pocs recursos i podrem generar força d'energia i de qualitat. Un sistema d'alta eficiència que s'empra avui dia per a la generació d'energia és la Cogeneració.

Què és la cogeneració?

Doncs bé, la cogeneració és un sistema de producció d'energia amb alta eficiència ja que, simultàniament, durant el procés de generació s'obtenen energia elèctrica i energia tèrmica alhora a partir de l'energia primària. Aquesta energia primària se sol obtenir mitjançant la combustió de combustibles fòssils com el gas o el petroli.

Avantatges de la cogeneració

L'avantatge de la cogeneració, a part de la seva alta eficiència energètica, És que es pot aprofitar tant la calor generada com l'energia elèctrica en un únic procés. De la forma convencional farien falta una central elèctrica per a la producció d'electricitat i una caldera convencional per a la generació de calor. La cogeneració es realitza en llocs propers a el punt de consum, i és per això que s'eviten canvis de tensió de l'electricitat, transports a llarga distància i un millor aprofitament de l'energia. A les xarxes elèctriques convencionals, s'estima que es poden arribar a perdre entre un 25 i un 30% de l'electricitat generada durant el seu transport.

Un altre avantatge que té la seva alta eficiència energètica és que si l'energia dels gasos d'escapament de la combustió s'utilitza per refrigeració mitjançant els sistemes d'absorció es denomina Trigeneració.

En la producció convencional d'electricitat, es sol generar mitjançant un alternador, moguts per un motor elèctric o una turbina. D'aquesta manera, l'aprofitament de l'energia química de el combustible, és a dir, la seva eficàcia tèrmica, és només de l'25% a l'40%, ja que la resta es deu dissipar en forma de calor. No obstant això, el sistema de cogeneració és molt més eficient. Durant la generació, es pot aprofitar un 70% de l'energia mitjançant la producció d'aigua calenta i / o calefacció. Fins i tot en les centrals tèrmiques es pot generar energia elèctrica de nou mitjançant l'ús de el vapor a pressió.

Elements de la cogeneració

Analitzant l'anteriorment nomenat, podem assenyalar les principals característiques que té la cogeneració. Es pot aprofitar els diversos tipus d'energia que es generen pel que té un potencial de rendiment molt més gran que una centrar convencional. Això ens ajuda una mica a la sostenibilitat ambiental. Encara que no siguin fonts renovables d'energia, ens ajuda a utilitzar menor combustible per al procés, de manera que es gasten menors quantitats de matèria primera. També això fa disminuir els costos de producció i això comporta a un augment de la competitivitat per als productors. Finalment ens ajuda en la sostenibilitat ambiental ja que a el menor consum de combustible fòssil menys impacte es realitzarà sobre el medi ambient. A l'produir l'energia en llocs propers a el consum, també s'estalvia en matèries primeres i en espai a l'hora de fabricar les infraestructures per al seu transport.

L'element primari de la cogeneració és el motor de gas o turbina. Sempre que es parli de la cogeneració i les seves nombroses aplicacions se sol començar per aquest element primari. Per poder realitzar un estudi de l'energia generada en la cogeneració per algun tipus de projecte, s'ha de primer calcular les necessitats de calor per poder determinar el tipus de màquines i la mida que poden produir-nos l'energia necessària.

És interessant ressaltar que durant l'anàlisi de les necessitats de l'procés de producció no s'han de restringir a l'estudi de les necessitats actuals. És a dir, s'ha de realitzar una anàlisi futur sobre les possibilitats de canvi en l'aprofitament de la calor que permetin la instal·lació d'una planta de cogeneració més eficient i per tant, més rendible econòmicament parlant.

Elements en una planta de cogeneració

En una planta de cogeneració ha elements que són comuns ja que són imprescindibles. Entre ells tenim els següents:

1. El més important de tot és la font primària de la qual obtindrem l'energia. En aquest cas, provenen de combustibles fòssils com el gas natural, el gasoil o el fuel.
2. Un altre element molt important és el motor. És l'encarregat de convertir l'energia tèrmica o química en l'energia mecànica. Depenent de l'tipus de planta que es va a instal·lar i l'ús que se li va a donar, ens trobem amb motors com turbines de gas, de vapor o motors alternatius.
3. Una planta de cogeneració necessita de un sistema d'aprofitament de l'energia mecànica. Normalment sol ser un alternador que transforma l'energia en elèctrica. Però també hi ha casos en què el sistema d'aprofitament és un compressor o una bomba on l'energia mecànica s'aprofita directament.

1. També es necessita un sistema d'aprofitament d'la calor que es genera. Ens podem trobar amb calderes que s'encarreguen de recuperar la calor dels gasos d'escapament. També poden ser assecadors o intercanviadors de calor.
2. Tot i que la cogeneració és molt eficient, hi ha part de l'energia que no serà aprofitada. És per això que cal un sistema de refrigeració. Com a part de l'energia tèrmica no serà aprofitada a la planta, aquesta calor deu ser evacuat. Per a això s'empren torres de refrigeració. Poden ser aerocondensadors de el gas o intercanviadors de calor amb l'objectiu de minimitzar la quantitat de calor que es desaprofita i que és abocat a l'atmosfera.
3. Tant el sistema de refrigeració com l'aprofitament de calor generada requereixen un sistema de tractament de les aigües.
4. Cal un sistema de control que s'encarregui de les instal·lacions.
5. A la planta de cogeneració no pot faltar un sistema elèctric que permeti l'alimentació dels equips auxiliars de la planta. Això és, l'exportació o importació d'energia elèctrica que és necessària per poder mantenir el balanç energètic. Això permet poder alimentar la planta en situacions de deficiència elèctrica de la xarxa externa. D'aquesta manera estarà disponible immediatament en el moment en què es restableixin les condicions de l'servei.

Un cop hem conegut els elements més importants de les plantes de cogeneració, passem a veure els diferents tipus de plantes que existeixen.

Tipus de plantes de cogeneració

• Planta de cogeneració amb motor de gas. Hi fan servir com a combustible gas, gasoil o fuel-oil. Són molt eficients produint energia elèctrica però menys eficient produint energia tèrmica.
• Plantes de cogeneració amb turbina de gas. En aquestes plantes el combustible es crema en un turbogenerador. Part de l'energia es transforma en energia mecànica, que es transformarà amb l'ajuda d'l'alternador en energia elèctrica. El seu rendiment elèctric és inferior a el dels motors alternatius, però presenten l'avantatge que permeten una recuperació fàcil de la calor, que es troba concentrat en la seva pràctica totalitat en els seus gasos d'escapament, que està a una temperatura d'uns 500 ºC, idònia per a produir vapor en una caldea de recuperació.
• Plantes de cogeneració amb turbines de vapor. En aquest tipus de plantes l'energia mecànica es produeix per l'expansió de el vapor d'alta pressió que procedeix d'una caldera convencional. És tipus d'ús de la turbina va ser el primer a utilitzar-se en la cogeneració. No obstant això, avui dia la seva aplicació ha quedat limitada com a complement per a les instal·lacions que empren combustibles residuals com ara la biomassa.
• Plantes de cogeneració en cicle combinat amb turbina de gas i vapor. L'aplicació de les turbines de gas i de vapor se li denomina "Cicle combinat".

• Plantes de cogeneració amb motor de gas i turbina de vapor. En aquest tipus de plantes la calor que es reté en els fums d'escapament de l'motor es recupera mitjançant la caldera de recuperació. Amb això es produeix vapor que és utilitzat en una turbina de vapor per poder produir més energia elèctrica o energia mecànica.

Beneficis de la cogeneració

Com hem vist, la cogeneració té nombrosos avantatges. Les enumerem en funció dels beneficis que obtenim d'això.

1. Beneficis per al país i la societat. Ens trobem amb un estalvi de l'energia primària a l'emprar-menys combustibles fòssils. Es disminueixen les emissions contaminants a l'atmosfera i crea un desenvolupament regional fomentant la creació d'ocupació.
2. Beneficis per a l'usuari que aposta per la cogeneració. Més eficiència i fiabilitat de la producció d'energia. Compleix amb la normativa ambiental. Disminueix el preu de la factura elèctrica de manera que disminueixen els costos de producció. Es té una major qualitat en el procés d'energia i s'augmenten per tant la competitivitat.
3. Beneficis per a l'empresa elèctrica que subministra. S'eviten els costos de transmissió i distribució de l'energia per consumir propera a el lloc de generació. I disposen de més marge de planificació en el sector elèctric.

Amb tot això, espero que us hagi pogut informar sobre què és la cogeneració i que us resulti d'utilitat.