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Planta de Biomasa

Electricidad con biomasa

La fuente principal de energía es el residuo forestal que puede ser cualquier residuo derivado de limpiezas del bosque, pero también puede proceder de residuos agrícolas y residuos industriales de aserraderos, carpinterías, etc:

Residuos forestales:

  • Leñas y ramas
  • Retama
  • Brezo
  • Tojo
  • Cáscara de almendra
  • Cortezas (Coníferas y frondosas)

 

Residuos industriales y agrícolas:

  • Serrines y virutas
  • Orujillo de oliva
  • Poda de frutales
  • Paja de cereales
  • Vid (Sarmientos, ramilla de uva y orujo de uva)

 Es importante analizar previamente los niveles de humedad y el poder calorífico potencial de los distintos tipos de residuos y sus procedencias. Esto va condicionar mucho el tipo de instalaciones necesarias y su adecuación para optimizar el rendimiento.

 

Una vez que es recogida la biomasa de sus distintos puntos se depositan en un silo, pasando posteriormente a las cintas que los transportan a los procesos previos, en caso necesario, de secado y trituración hasta llegar a las calderas. Como vamos a ver ahora de forma simplificada, la planta de biomasa consiste en una serie de transformaciones energéticas: térmicas, cinéticas y finalmente eléctricas.

 

Transformación energética en la planta de biomasa:

1. Transformación para producir energía termica

Empecemos por el combustible. La energía contenida en el residuo forestal que nos permitirá realizar cambios es energía interna. Este forestal se quema en una caldera y la energía interna se transfiere en forma de calor al agua que circula por una extensa red de tubos que tapizan las paredes de la caldera. En este momento disponemos de energía térmica que puede usarse para aplicaciones de tipo agua sanitaria y calefacción.

 
2. Transformación para generar electricidad

Las perdidas energeticas que se producen al transformar energia termica en electricidad solo son rentables en casos excepcionales como cogeneracion y excedentes de demanda. Por lo tanto la solucion mas eficiente es el aprovechamiento del 100% de la energia conseguida para usos de demanda termica.

Como generar electricidad con agua caliente: El aumento de la temperatura del agua es tal que pasa al estado de vapor a alta presión (el agua se encuentra en un circuito cerrado). Ha ocurrido una primera transformación energética: la energía interna del combustible se ha transformado en energía interna del vapor de agua. A continuación, a través de las tuberías, el vapor entra a gran presión en la turbina de la central y su expansión hace girar los alabes de la misma. Ha ocurrido una segunda transformación energética: la energía interna del vapor de agua se ha transformado en movimiento, es decir, en energía cinética o mecánica.

La última transformación energética tiene lugar en el alternador. Cuando una bobina de cobre gira en el seno de un campo magnético, generado por un imán o electroimán, se genera energía eléctrica. El aparato donde tiene lugar dicha generación se denomina alternador aunque, en realidad, no son las bobinas que lo contienen las que giran sino los electroimanes. El giro de los electroimanes en el alternador se produce gracias a la turbina ya que el eje de la misma está unido al rotor del alternador. Ha ocurrido una tercera transformación energética: la energía mecánica del eje de la turbina-rotor se ha transformado en energía eléctrica.

 

Después de accionar las turbinas, el vapor pasa a la fase líquida (para su reutilización) en el condensador. Independientemente del sistema de condensación utilizado, aquí también tiene lugar una transformación energética ya que la energía interna del vapor de agua se transforma, en última instancia, en energía interna del medio ambiente. Esta energía interna del medio ambiente no es energía útil y forma parte de la pérdida energética que tiene lugar en el proceso. No es la única pérdida energética que tiene lugar, otra pérdida energética se produce, por ejemplo, en la caldera: la energía interna del residuo forestal no se transforma completamente en energía interna del vapor de agua ya que el medio ambiente que rodea a la caldera también aumenta su temperatura, es decir, su energía interna. Al final del proceso, toda la energía interna del residuo forestal se ha transformado en otras formas de energía: entre un 20 y un 30% se ha transformado en energía eléctrica, mientras que el resto pasa a ser fundamentalmente energía interna del medio ambiente.

 

Conseguimos aumentar el rendimiento mediante un ciclo de vapor combinado y a través de la gasificación, aprovechando la fermentación de la materia residual que produce biogás. Incluso se puede combinar con una central solar termoeléctrica si se dan las condiciones climáticas oportunas para su viabilidad.

 

SERVICIOS DE AYUDAS ENERGIA

AYUDAS ENERGIA somos un equipo eficiente equipo de ingenieros, economistas e instaldores con gran experiencia en proyectos de biomasa ya en funcionamiento, tratamiento de residuos sólidos urbanos, biogas y otros proyectos térmicos de tipo industrial.

Vocación por ayudar, colaboramos disinteresadamente en la publicación de artículos para promover la aplicación de las tecnologías para aprovechar la biomasa, sus mejores y más adecuados usos y en el análisis de su rentabilidad

Ponemos a sus disposción nuestros servicios de ingeniería e instalación. Además, disponemos de todos los medios para el suministro  e instalación completa “llave en mano”:

 

Financiación especializada:

Buscamos a los socios necesarios y tenemos acuerdos de colaboración con importantes cajas de ahorros y entidades financieras. Preparamos un plan de financiación con el fin de obtener las mejores condiciones de financiación y viabilidad económica.

 

Servicios de Ingeniería y Ejecución de Obra:
  • Anteproyecto básico y Proyecto detallado
  • Ejecución y Dirección de Proyecto
  • Operación, Mantenimiento y Explotación Comercial.
  • Reacondicionamiento y auditoría de plantas existentes

Para poder realizar las gestiones anteriores se requiere previamente la elaboración de un anteproyecto técnico. Este servicio de ingeniería, mide, evalúa y analiza con profundidad la viabilidad técnica y económica. Dicho anteproyecto es un proyecto básico que contiene los planos de los procesos de producción, cálculos de la producción energética y económica, memoria del proyecto, eficiencia energética, legislación aplicable y seguridad técnica.

 

Para la elaboración de dicha documentación, consideramos la experiencia asimilada y la información acumulada en cada proceso de ejecución y funcionamiento de plantas en producción. Para su presentación formal en la administración, además nos basamos en los requerimientos exigidos por el Real Decreto 661/2007, concretamente en las siguientes estipulaciones:

 

Requisitos para la inclusión de una instalación en el régimen especial de productores de energía

1. La condición de instalación de producción acogida al régimen especial será otorgada por la Administración competente para su autorización. Los titulares o explotadores de las instalaciones que pretendan acogerse a este régimen deberán solicitar ante la Administración competente su inclusión en una de las categorías, grupo y, en su caso, subgrupo a los que se refiere el artículo 2.

 

2. Para que una instalación de producción pueda acogerse al régimen especial se deberá acreditar además del cumplimiento de los requisitos a que se refiere el artículo 2 las principales características técnicas y de funcionamiento de la instalación.

 

Asimismo, deberá realizarse una evaluación cuantificada de la energía eléctrica que va a ser transferida en su caso a la red.

3. Se deberán acreditar las siguientes características de la instalación:

a) La máxima potencia a entregar con el mínimo consumo compatible con el proceso.

b) La mínima potencia a entregar compatible con el proceso asociado al funcionamiento en régimen normal.

c) La potencia mínima a entregar compatible con las condiciones técnicas del grupo generador, para los productores que no tengan proceso industrial.

d) El cumplimiento de los requisitos que se determinan en el anexo I, según corresponda, para la categoría a), para lo cual se debe elaborar un estudio energético que lo acredite, justificando, en su caso, la necesidad de energía térmica útil producida en los diferentes regímenes de explotación de la instalación previstos.

 

Además de lo anterior, el titular deberá presentar un procedimiento de medida y registro de la energía térmica útil, indicando los equipos de medida necesarios para su correcta determinación.

 

4. En el caso de instalaciones híbridas, así como, en su caso, las instalaciones del subgrupo a.1.3, se deberá justificar la energía que se transfiere a la red mediante el consumo de cada uno de los combustibles, su poder calorífico, los consumos propios asociados a cada combustible y los rendimientos de conversión de la energía térmica del combustible en energía eléctrica, así como la cantidad y procedencia de los distintos combustibles primarios que vayan a ser utilizados.
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Ahorro con biomasa

Simbolo de la biomasa y los biocombustibles
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Aplicaciones para ahorro de gasóleo con biomasa y residuos:

La biomasa es la mejor alternativa para sustituir combustibles convencionales como gas o gasóleo para calefacción o demanda térmica. Las calderas extraen los residuos o pellets de la tolva o de un silo, mediante sistemas automatizados como un tornillo sinfín que adecua la velocidad a la demanda de la caldera. También incorporan sistemas de encendido automático mediante una resistencia eléctrica y sistemas automáticos de limpieza de intercambiadores.

 
Producción térmica: Es el uso más rentable, utilizada sobre todo en hogares, aunque también se puede usar en centros públicos como hospitales, escuelas y piscinas . Existen aplicaciones industriales muy ventajosas como secaderos, aserraderos, carpinterías, ebanisterías, explotaciones agrarias y ganaderas. Los propios residuos de la industria se utilizan para máquinas y calefacción.

 

Producción eléctrica: La electricidad se puede producir por combustión. Si es integrada en un ciclo de vapor, se pueden obtener rendimientos de hasta 50 MW o por gasificación, aprovechando la fermentación de materiales residuales que producen gas, que es conducido a una central térmica que produce electricidad. Puede ser un sistema idóneo para combinar con centrales de ciclo combinado o centrales de energía solar termoeléctrica.
>> Ver planta de biomasa

Elaboración de combustibles limpios:

Biodiesel (obtenido a partir de aceites vegetales como el de girasol, colza…) o los bioalcoholes (procedentes de materias azucaradas que producen etanol mediante fermentación).

 

Caldera de biomasa: Esquema del proceso

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1. Depósito de biomasa (ver abajo tipos de biomasa)

2. Cóclea

3. Brasero en hierro fundido.

4. Resistencia eléctrica.
5. Hogar en hierro fundido.
6. Ventilador ambiente.
7. Salida aire caliente ventilación forzada.
8. Ventilación extractor del humo.
9. Asta-cepillo-tubos.
10. Cajón para la ceniza.

 

Tipos de biomasa:

Los más consumidos en España son las leñas y astillas (50%), seguido de lejías negras (15%), serrines y virutas (12%), orujo de aceituna (8%), cortezas (7%) y carbón vegetal (3%).

1 – Residuos forestales, agrícolas, ganaderos, lodos de depuración de aguas residuales, emisiones de gas en vertederos controlados (biogás)

2 – Residuos de la industria de la madera, carpintería, aserraderos (serrines, virutas,astillas, cortezas y pellets). Los pellets son residuos procesados para maximizar el nivel de combustión.

3 – Cultivos energéticos: suelen ser plantas de tipo herbáceo (cardo) o leñoso (chopo, eucalipto)

4 – Productos transformados química o biológicamente de determinadas especies vegetales o de los aceites domésticos usados para convertirlos en biocombustibles (metanol y etanol)