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Cogeneración


La Cogeneración, o calor y potencia combinados (CHP, por sus siglas en inglés), se considera termodinámicamente muy eficiente y es el uso de un motor o planta de potencia para generar simultáneamente electricidad y energía térmica útil (calentamiento/enfriamiento).

Cogeneración

Para acomodar la tecnología de CO2 supercrítico al concepto de la cogeneración (CHP), se consideran dos enfoques con dos alcances, y la manera de llevarla a la práctica, como los más interesantes:

  1. Planta CHP de ciclo Rankine de vapor con un circuito de CO2 supercrítico de recuperación con dos variantes
    1. Planta CHP combinada de vapor-sCO2 compleja (con turbina de alta y media presión, sangrados para precalentamiento y potencia a bombas)
    2. Planta CHP combinada de vapor-sCO2 simple (tubina simple, sin sangrados y potencia de las bombas desde la energía generada)
Planta CHP de ciclo Rankine de vapor con un circuito de CO2 supercrítico de recuperación con dos variantes
  1. Planta CHP con CO2 supercrítico como fluido de trabajo
    1. Panta CHP de sCO2 en cascada
    2. Panta CHP de sCO2 simple
Planta CHP de sCO2 en cascada
Planta CHP de sCO2 simple

Calor residual

Otra modalidad de la cogeneración es la recuperación de calor residual en los procesos industriales para generación eléctrica de uso local.

Los sistemas de recuperación de calor (HeRo, por sus siglas en inglés) mediante CO2 supercrítico son utilizados principalmente en plantas de potencia nuclear para el enfriamiento del reactor y están basados en el ciclo Brayton cerrado.

Calor residual
Calor residual

Tabla. Clasificación de fuentes de calor residual y aplicaciones de recuperación


Clasificación de fuentes de calor residual y aplicaciones de recuperación


Fuente: Shipley A., Hampson A., Hedman B., Garland P. and Bautista P., Report for the U. S. Department of Energy.

Diagrama de flujo del ciclo CES (Fuente: JPE215 © IMechE 2006, Proc. IMechE Vol. 220 Part A: J. Power and Energy).

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a) Planta CHP de sCO2 en cascada (Fuente: Moroz L., Burlaka M., Rudenko O., Supercritical CO2 Power Cycle Symposium, September 9-10, 2014).

b) Planta CHP de sCO2 simple (Fuente: Moroz L., Burlaka M., Rudenko O., Supercritical CO2 Power Cycle Symposium, September 9-10, 2014).

Fuente: Benra F. K., Brillert D., Frybort O., The 5th International Symposium - Supercritical CO2 Power Cycles, March 28-31, 2016.

Fuente: Kacludis A., Lyons S., Nadav D. and Zdankiewicz E. (2012).

Fuente: Echogen Power Systems; U.S. DOE Midwest Clean Energy Application Center (MCEAC).