Principio de funcionamiento micro-cogenerador a gas

El equipo micro-cogenerador MCHP AISIN del grupo TOYOTA tiene dos circuitos principales: uno para la producción eléctrica y otro para la recuperación de la energía térmica, que si no es utilizada se disipa al ambiente a través de un radiador. Se conecta a la red general de alimentación eléctrica a través del correspondiente cuadro de paralelo. El cogenerador se pone en marcha automáticamente cuando la demanda eléctrica supera el valor mínimo de consigna (0,3 kW o 2 kW), pudiendo disponer de hasta, por ejemplo, 9 kW de potencia, teniendo contratados solamente 3 kW.

Figura 1. Descripción general

Mientras está funcionando, el equipo MCHP AISIN recupera energía térmica del sistema de enfriamiento del motor. Este calor es cedido al circuito de agua a través de un intercambiador de calor de placas soldado. Como el calor recuperado puede no ser suficiente en algunas aplicaciones, es necesario prever un sistema de acumulación formado por un depósito con un circuito de tuberías, una bomba de circulación y quizás una caldera auxiliar para cubrir las demandas puntuales de calor.

Este equipo se diferencia de unidades de mayor tamaño en que con frecuencia la generación eléctrica se consigue con una turbina a gas.

El sistema de producción eléctrica no requiere ningún mantenimiento, ofreciendo una mayor eficiencia y más larga vida que los generadores de magneto permanente. Un procedimiento de gestión electrónica supervisa de manera constante la tensión y la frecuencia de la electricidad generada, por lo que ésta tiene siempre las mismas características que la suministrada por la red, para asegurar que el cogenerador pueda sincronizarse con la misma. El método integrado de vigilancia de parámetros, protege al usuario de eventuales variaciones de tensión o frecuencia debidas a mal funcionamiento.

Figura 2. Cuadro de gestión eléctrica

El cuadro de paralelo incluye todos los elementos necesarios para medir las variaciones de carga y para gestionar de manera eficiente las paradas y arranques. Asimismo, puede suministrarse un conjunto opcional que permite hacer funcionar la unidad como un generador de emergencia en caso de interrupción del suministro por red.

La producción térmica del cogenerador MCHP se obtiene haciendo circular una solución acuosa con etilenglicol al 45% que enfría el propio motor y además recupera calor de los gases de escape en un intercambiador multitubular. Todo el calor obtenido lo transmite a un intercambiador de placas de tipo soldado por cuyo secundario circula el agua del circuito de utilización externa. El circuito de enfriamiento es gestionado por unas válvulas termostáticas en las distintas fases de trabajo.

Figura 3. Cuadro de gestión del calor generado

Al ponerse en marcha la unidad, todo el calor es utilizado para poner el motor a régimen en el más breve tiempo. El equipo MCHP AISIN dispone de un radiador con ventilador que eventualmente disipará todo exceso de calor que el usuario no pueda usar o almacenar. Por otra parte, también es posible habilitar una opción de control que hace arrancar o parar el motor en función de la demanda térmica.