Diseño, desarrollo y evaluación del desempeño de un módulo de cogeneración para un generador a GLP

Abstract

El proyecto tiene su génesis en la necesidad del HOTEL EL MORADO LODGE de generar su propia energía para el servicio de sus operaciones, por lo que contrata a la empresa de ingeniería ESCOCHILE para que le desarrolle un sistema de cogeneración a partir de un grupo electrógeno (GE) de 150 kW a Gas Licuado de Petróleo (GLP). A su vez, ESCOCHILE ofrece a los autores del documento participar en el desafío y presentarlo como proyecto de título de ingeniería Mecánica. En esa perspectiva los memoristas se encargan de integrar un kit de cogeneración para aprovechar el calor residual del proceso de generación de electricidad a través de un GE, con la finalidad de temperar una piscina de 172 m3 perteneciente al Lodge. El objetivo general del proyecto es desarrollar, diseñar, integrar y probar un módulo de cogeneración para un grupo electrógeno existente. Los objetivos específicos son: reconocer el contexto energético nacional e identificar la oportunidad para realizar cogeneración en el sector residencial/comercial aislado; reconocer el equipo y efectuar su balance térmico; diseñar y seleccionar sus componentes y el sistema de control del módulo de cogeneración; construir y montar el módulo de cogeneración; evaluar el desempeño del módulo de cogeneración, y desarrollar una evaluación económica y de eficiencia energética del proyecto. La metodología para cumplir los objetivos específicos comprende: la realización de un levantamiento técnico de información; el desarrollo de una metodología de cálculo para dimensionar las componentes; la evaluación experimental en sitio del desempeño de la unidad cogeneradora y; finalmente, la evaluación de los ahorros energéticos que la unidad cogeneradora permite alcanzar, con respecto a generación eléctrica pura y suministro de calor con una caldera, a partir de la cual se efectúa la evaluación de la rentabilidad económica del proyecto. Los principales resultados del proyecto muestran que, para una demanda eléctrica de 37 kW, el módulo de cogeneración recupera, en promedio, unos 116,2 kW térmicos lo que permite mantener la temperatura de la piscina a 30 °C. En esas condiciones la eficiencia global del sistema cogenerador se estima en 79,71%, valor que se considera bueno comparado con cogeneradores a GLP existentes. Otro resultado notable del proyecto es que se logra construir 2 cogeneradores a GLP para el HOTEL NOI PUMA LODGE, en los que se incluyen mejoras en el diseño a partir de las lecciones aprendidas. La conclusión global del trabajo es que la cogeneración, con GLP a baja escala, desarrolla alta eficiencia produciendo rentabilidad en términos económicos; lo cual permite inferir que la cogeneración remota con GLP es conveniente y adecuada para generación off grid en el sector residencial/comercial.