UNIVERSIDAD TECNICA DE COTOPAXI UNIDAD ACADEMICA DE CIENCIAS DE LA INGENIERIA Y APLICADAS INGENIERIA ELECTRICA
CENTRALES DE GENERACION
MONOGRAFIA TEMA: CENTRALES DE GENERACION DE BIOMASA.
DATOS INFORMATIVOS INTEGRANTES: Fidel Shiguango Bryan Toapanta Jeison Chiliquinga Chiliquinga Algenis Anaguano CICLO: Sexto Eléctrica DOCENTE: Ing. Daniel Chaorro. PERIODO: A!ril "#$%&Agosto "#$% FECHA DE PRESENTACION: $'(#)("#$% LATACUNGA- ECUADOR
INDICE INDICE________________________________________________________________2 INTRODUCCIÓN:______________________________________________________3 GENERALIDADES:____________________________________________________4 MARCO TEÓRICO_____________________________________________________5 ¿QUÉ ES BIOMASA?:______________________________________________________5 TIPOS DE BIOMASA:______________________________________________________5 EVOLUCIÓN DE LA ENERGA DE LA BIOMASA:___________________________! ¿QUÉ ES UNA CENTRAL DE BIOMASA?:__________________________________! CONVERSIÓN DE LA BIOMASA EN ENERGA:____________________________" SISTEMAS DE APROVECHAMIENTO DE LA BIOMASA:___________________# PARTES DE UNA CENTRAL DE BIOMASA:_________________________________# CENTRALES DE COGENERACIÓN MEDIANTE BIOMASA:_________________$ PRINCIPALES CENTRALES DE BIOMASA EN EL MUNDO:_______________%& I*+,B*ID-E. )# /0. *EI,+ 1,ID+23333333333333333333333333333333333333333333$4 A56+5/E,S7*AFT. "%' /0. FI,5A,DIA23333333333333333333333333333333333333333$ F5+*IDA C*8STA5S. $# /0. ESTAD+S 1,ID+S233333333333333333333333333333333$' SEI,9J+7I. $"' /0. FI,5A,DIA2333333333333333333333333333333333333333333333333$'
VENTA'AS:________________________________________________________________%! DESVENTA'AS:___________________________________________________________%! IMPACTO AMBIENTAL:___________________________________________________%"
CONCLUSIONES:____________________________________________________18 BIBLIOGRAFIA:______________________________________________________18
TABLA DE FIGURAS: Fig. 1 Esq!"# $! %# &!%'(#) $! *i+"#s# _______________________________________4 Fig. 2 ,#('!s $! %# &!%'(#) $! Bi+"#s#. _________________________________________8 Fig. 3 R!-(!s!%'#&i% $! (!si$+s /+(!s'#)!s. __________________________________10 Fig. 4 R!-(!s!%'#&i% $!) #)"#&!%#"i!%'+ $! )+s (!si$+s *i+"0si&+s. ______11 Fig. 5 R!-(!s!%'#&i% $!) #)"#&!%#"i!%'+ $! #g# ____________________________11 Fig. R!-(!s!%'#&i% $!) !)!&'(+ )'(+. _________________________________________12 Fig. R!-(!s!%'#&i% $! )#s '(*i%#s. ___________________________________________12 Fig. 8 R!-(!s!%'#&i% $!) &+%$!%s#$+(. _________________________________________13 Fig. ,)#%'# $! *i+"#s# $! I(+%*(i$g!. _________________________________________13 Fig. 1 C!%'(#) $! *i+"#s# $! A)6+)"!%s7(#/'. _________________________________14 Fig. 11 C!%'(#) $! *i+"#s# $! F)+(i$# C(s'#)s. _________________________________15 Fig. 12 C!%'(#) $! g!%!(#&i% $! S!i%9+7i. _____________________________________15
I(
INTRODUCCIÓN: De!ido a la necesidad de energ:a eléctrica las personas han
!uscado nue;o edios para poder generar dicha energ:a uno de estos edios ha sido por edio de la !ioasa. 5a !ioasa est< copuesta de ateria orgoraci?n ya sea natural o arti@cial. Este tipo de energ:a da origen a la energ:a eléctrica a tra;és de dos edios ya sea por la que ecto in;ernadero y la utiliaci?n energética es neutra porque en dicho proceso esta regresa a la atos>era la isa cantidad de C+" que antes se esta!a utiliando. Este tipo de energ:a es uno de los ue el nico recurso que utilio el ho!re hasta que apareci? el car!?n= después >ue la energ:a principal hasta el principio de la era industrial. 5a !ioasa genera !ioco!usti!les los cuales se o!tienen de aterias prias que generan este eleento a tra;és de procesos >:sicos= qu:icos o !iol?gicos. Dependiendo de la coposici?n se puede separar entre !ioco!usti!les s?lidos= l:quidos y gaseosos. 6oy en d:a los !ioco!usti!les s?lidos y gaseosos son epleados para la producci?n de calor y electricidad en su ayor parte. /ientras que los !ioco!usti!les l:quidos se eplean principalente en el sector del transporte. 5a !ioasa est< >orada por ar!ustos= lea= residuos >orestales= restos de di>erentes eleentos naturales. 5a ayor parte de estos coponentes
pueden
ser
utiliados
coo
co!usti!les
coo
anteriorente encionado ya sea de >ora directa o ediante una trans>oraci?n a otras >oras de co!usti!les coo !iog
1tiliar este tipo de energ:a es utiliar un recurso reno;a!le ya que se produce a la isa ;elocidad que se consue pero siepre y cuando el consuo sea controlado y se pueda e;itar la explotaci?n extrea de los recursos naturales. A di>erencia de los di>erentes co!usti!les la !ioasa es ecto in;ernadero de >ora incontrolada.
II(
GENERALIDADES:
5a !ioasa es usada en co!usti?n industrial en el Ecuador y esto es algo uy con. /uchos ateriales son utiliados coo lea= resto de cascaras y raaes= estos son utiliados t:picaente en co!usti?n para hornos y calderos industriales.
Fig. 1 Esq!"# $! %# &!%'(#) $! *i+"#s#
5as principales >oras de !ioasa consideradas ser
*esiduos >orestales y lea /aterial de plantas Desechos de culti;os agr:colas *esiduos org
5a !ioasa consiste en la utiliaci?n de ateria orguente energética. Estos recursos !ioora general en agr:colas y >orestales. En concreto= la !ioasa es un tipo de co!usti!le reno;a!le que se puede utiliar para cale>acci?n= y
consiste en la extracci?n de la energ:a solar acuulada durante el proceso natural de la >otos:ntesis en las plantas. Esta energ:a reno;a!le= es utiliada dentro de un proceso continuo. 5a co!usti?n de los coponentes de la !ioasa apro;echa el car!ono que hay en la atos>era y no el que se extrae del su!suelo= por lo tanto esta no contri!uye al e>ecto in;ernadero. Este tipo de energ:a es per>ectaente aplica!le en las calderas= peritiendo ahorrar de uentes de energ:a reno;a!les= incluyendo la energ:a de la !ioasa procede originariaente del Sol @guraG. Se podr:a deterinar que la !ioasa es la energ:a solar con;ertida por la ;egetaci?n= ediante el proceso de >otos:ntesis= en ateria orgoraci?n en otros co!usti!les.
III(
MARCO TEÓRICO $. H1 ES BI+/ASAK2
Se ha!la que estos ateriales son aquellos que pro;ienen de aquellos seres ;i;os los cuales pueden son aniales o ;egetales= es decir la ateria orgora natural o podr:a ser de >ora arti@cial. Se o!tiene la energ:a de la !ioasa que pro;iene del sol y est< a la ;e los ;egetales lo a!sor!en y alacenan una parte de la energ:a del sol la cual llega en >ora de rayos a la tierra= anteriorente la !ioasa >ue la >uente energética uy iportante para la huanidad hasta la re;oluci?n de la industria después su uso >ue disinuyendo de!ido al ca!io por el usos del co!usti!le >?sil.
". TIL+S DE BI+/ASA2
Existen tres grandes grupos •
Bioasa natural2 esta !ioasa es producida en la naturalea en la
•
cual no inter;ienen los huanos. Bioasa residual2 se ha!la de que son residuos org
•
pro;ienen de las acti;idades de las personas. Bioasa producida2 aqu: entran los culti;os energéticos coo pueden ser capos de culti;os de aquellos que producen un tipo de especie y que tiene con la @nalidad de su explotaci?n energética.
4. EM+51CIN, DE 5A E,E*-OA DE 5A BI+/ASA2
Se ha!la que a partir de la historia de la huanidad y hasta la e;oluci?n industrial se dice que la !ioasa ha ser;ido para cu!rir las necesidades de calor e iluinaci?n en la ;ida cotidiana de las personas y en las industrias= en la cual se utilia!a para cocinar= cale>acciones= producir etales y posteriorente alientar aquinas a ;apor= posteriorente se requiri? de una gran cantidad de energ:a en un espacio uentes energéticas con un ayor poder calor:@co y el uso de la !ioasa declin? hasta :nios hist?ricos. Actualente y pensando en el a!iente la !ioasa surge coo energ:a alternati;a reno;a!le la cual aporta un C+ " neutro por ende la !ioasa no aporta con el e>ecto in;ernadero. . H1 ES 1,A CE,T*A5 DE BI+/ASAK2
Son centrales que >ueron diseadas para generar energ:a eléctrica ediante recursos !iol?gicos y utilian
>uentes reno;a!les para
producir la energ:a eléctrica que es indispensa!le. Coo >unciona a continuaci?n se detalla el procediiento de la !ioasa es el siguiente2 )* Lriero= que el co!usti!le es >undaental en la instalaci?n y que los residuos >orestales se alacenan en la central.
+* Segundo= es la preparaci?n de co!usti!le en donde se pasa a un edi@cio y se clasi@ca de acuerdo a su taao @nalente se lle;an a los correspondientes alacenes. ,* Tercero= tienen una co!usti?n en un caldero las cuales son conducidos y el agua de las tu!er:as de la caldera se con;ierta en ;apor de!ido al calor. * Cuarto= el agua pro;iene del poo de alientaci?n= donde se precalienta ediante el ca!io de calor con los gases de co!usti?n an orestales coo pueden ser cascaras de >rutos secos= de aserraderos entre otros la cual esto est< dando !uenos resultados coo co!usti!le para la central. '. C+,ME*SIN, DE 5A BI+/ASA E, E,E*-OA2
S01 )23.44) /067) 23. 83..1 96)/067)6 4) +07)) .1 .1.6;<) = .196. .44) .9>1: • •
/étodos teroqu:icos /étodos !ioqu:icos
/étodos teroqu:icos El calor es uno de los roles oraci?n de la !ioasa en la cual los ateriales tienen un >uncionaiento eor de aquellos que tienen una enor huedad coo son la adera= paa= cascaras entre otras y que se utilian para2 •
Co!usti?n2 aqu: la !ioasa se le quea con ucho aire que ;a entre %## y $4##QC.
• •
Lirolisis2 la !ioasa se descopone utiliando e calor sin ox:geno. -asi@caci?n2 surge cuando se hace co!usti?n y produce algunos eleentos qu:icos.
/étodos !ioqu:icos 5os icroorganisos son utiliados y son aquellos que ultraan las oléculas y son usadas en !ioasa de alto contenido en huedad y est
Ferentaci?n alcoh?lica2 esterentaci?n en di>erentes plantas y en si consiguen alcohol llaado etanol. Ferentaci?n ecerente hasta crear el !iog
%. SISTE/AS DE AL*+MEC6A/IE,T+ DE 5A BI+/ASA2
Tienen di>erentes aplicaciones con distintas tecnolog:as y estas pueden tras>orar en energ:a para usarla en2 •
Lroducci?n de energ:a térica2 tienen un sistea de co!usti?n directa la cual utilian para dar calor= y se usan para cocinar
•
alientos o secar productos agr:colas y otra seria para generar ;apor para las industrias para generar electricidad. Lroducci?n de energ:a eléctrica2 causan a tra;és de co!usti?n o gasi@caci?n y se pueden o!tener potencias de hasta '#/0.
). LA*TES DE 1,A CE,T*A5 DE BI+/ASA2
Fig. 2 ,#('!s $! %# &!%'(#) $! Bi+"#s#.
$. -eneraci?n de adera ". Transporte 4. Astillado . Lreparaci?n '. Alacenaiento de co!usti!le grueso %. Alacenaiento de co!usti!le @no ). Dosi@cador R. Entrada de aire . Alacenaiento de co!usti!le l:quido $#. Caldera $$. Econoiador $". Cenias $4. Electro @ltr? $. Tanque de agua de alientaci?n $'. Tanque de condensado $%. -enerador de calor $). -enerador $R. Tur!ina $. Trans>oradores "#. 5:neas de transporte de energ:a eléctrica
R. CE,T*A5ES DE C+-E,E*ACIN, /EDIA,TE BI+/ASA2
Es una central la cual perite el !ene@cio de la !ioasa para la producci?n de energ:a eléctrica se ha!la de que tiene un ciclo térico iguales a las de la centrales téricas en donde la energ:a calor:@ca que se produce en un >oco es tras>orada en energ:a ec
ediante una tur!ina y posteriorente en energ:a eléctrica a tra;és de un generador= la di>erencia est< en el co!usti!le principal para producir energ:a calor:@ca= en ca!io en las centrales de !ioasa lo constituyen los residuos >orestales= culti;os o residuos agr:colas 5as centrales tienen di>erentes tecnolog:as de >uncionaiento que a continuaci?n se detalla de una anera gr<@ca2 •
En la @g. " podeos ;er aquellos residuos >orestales los cuales estoréstales o culti;os= en el nuero 4 es un edi@cio de preparaci?n de co!usti!le y aqu: es donde se clasi@can en >unci?n de su taao si es @no o grueso y los neros y ' es donde pasan hacer alacenados estos residuos.
Fig. 3 R!-(!s!%'#&i% $! (!si$+s /+(!s'#)!s. •
En la @g. 4= En el nuero ) es aqu: donde es conducido el co!usti!le de di>erente taao para su respecti;a co!usti?n y el calor producido hace que el agua que circula por las tu!er:as de la caldera se con;iertan en ;apor de agua= en el nuero % es aqu:
donde est< alacenado un deri;ado del petr?leo y esta a su ;e es ipulsada para que este se escle con el co!usti!le @no para que tengan una co!usti?n
Fig. 4 R!-(!s!%'#&i% $!) #)"#&!%#"i!%'+ $! )+s (!si$+s *i+"0si&+s.
En la @g. = en el nuero $# es aqu: donde est< alacenado el agua que posteriorente antes de entrar a la caldera nero ) de la @g. " pasa por un econoiador donde es calentada ediante el interca!io de calor con los gases de co!usti?n aun calientes.
Fig. 5 R!-(!s!%'#&i% $!) #)"#&!%#"i!%'+ $! #g#
En la @g. '= el nero es un electro @ltro en cual tiene la >unci?n de depurar los gases de co!usti?n antes de ser ;ertidos a la atos>era
ediante una chienea y es aqu: donde ta!ién quedan retenidas las cenias las cuales son conducidas al cenicero nero R.
Fig. R!-(!s!%'#&i% $!) !)!&'(+ )'(+.
En la @g. %= el nero $" representa las tur!inas que son o;idas ediante el ;apor que eana la caldera y esta a su ;e hace o;er al generador nero $4 y es aqu: donde se produce la energ:a eléctrica que posteriorente es trasitida hacia un tras>orador nero $ y de ah: es ele;ada el ni;el de ;oltae hacia las l:neas de trasisi?n nero $'.
Fig. R!-(!s!%'#&i% $! )#s '(*i%#s.
En la @g. )= el nero $$ corresponde a un condensador el cual el ;apor del agua que pro;iene de la tur!ina se tras>ora en l:quido y se queda
en el condensador y de ah: es trasitida hacia el tanque de alientaci?n y es as: coo se cierra el circuito del agua.
Fig. 8 R!-(!s!%'#&i% $!) &+%$!%s#$+(.
. L*I,CILA5ES CE,T*A5ES DE BI+/ASA E, E5 /1,D+2
El pa:s de Finlandia es aquel que ayor consue energ:a en Europa= la cual tiene $# toneladas de !ioasa s?lida y tiene siete centrales de !ioasa= la ayor planta de !ioasa la o!tienen los pa:ses de *eino 1nido= Lolonia y Estados 1nidos. Estas son las principales plantas productoras de energ:a eléctrica a partir de !ioasa en el undo2 $G IRONBRIDGE( "@ M( REINO UNIDO2
Fig. ,)#%'# $! *i+"#s# $! I(+%*(i$g!.
N07+6.: 5a planta de !ioasa de Iron!ridge C)8),): )# /0 P)< = u!icaci?n2 *eino 1nido localiada en Se;ern-orge C)6),9.6<9,): es una planta de !ioasa pura= >ue rediseada ya que anteriorente >ue utiliada coo una central eléctrica de car!?n y entro en >uncionaiento en "#$4= y es encargada de su operaci?n epleando pellets de adera para generar energ:a de !ioasa.
* ALHOLMENSRAFT( !5 M( FINLANDIA:
Fig. 1 C!%'(#) $! *i+"#s# $! A)6+)"!%s7(#/'.
N07+6.: Alholens7ra>t
C)8),): "%' /0 P)< = 3+,),1: Finlandia&Joo!stad= instalaciones de la >acci?n ur!ana a los ha!itantes del sector. &* FLORIDA CRYSTALS( %@ M( ESTADOS UNIDOS:
Fig. 11 C!%'(#) $! *i+"#s# $! F)+(i$# C(s'#)s.
N07+6.: Florida Crystals C)8),): $# /0 P)< = 3+,),1: Estados 1nidos&ciudad de South Bay Florida C)6),9.6<9,): esta planta utilia la @!ra de caa de acar el !agao ta!ién reciclan adera ur!ana para la generaci?n de electricidad para %#### hogares. * SEIN'OI( %5 M( FINLANDIA:
Fig. 12 C!%'(#) $! g!%!(#&i% $! S!i%9+7i.
N07+6.: SeinUoi C)8),): $"' /0 P)< = 3+,),1: Finlandia en la ciudad de SeinUoi al sur de +stro!otnia C)6),9.6<9,): Esta planta entro en >uncionaiento en el ao de $# y as: produo electricidad y cale>acci?n a tra;és de astillas de adera y tur!a coo co!usti!le principal= en "#$4 tu;o odi@caciones la cual se ipleent? un sistea de autoatiaci?n conocida coo D,A Autoation Syste.
$#.ME,TAJAS2 •
la !ioas es una >uente reno;a!le de energ:a y su uso no contri!uye con el calentaiento glo!al y perite reducir el di?xido de car!ono
•
Estas centrales se pueden construir de di>erentes taaos y tienes pocas restricciones de localiaci?n.
•
la co!usti?n de la !ioas produce enos cenia que la de car!?n ineral y pueden usarse coo insuo org
•
El uso de los recursos de la !ioasa puede incenti;ar en las econo:as rurales creando
$$.DESME,TAJAS2 •
Se ha!la que la !ioasa posee una !aa densidad relati;a de energ:a es decir se requiere de una !uena disponi!ilidad de recursos para ser capaces de o!tener potencia= la cual para solucionar este pro!lea las centrales u!ican su proceso cerca de las aterias prias de !ioasa tales coo aserraderos= !agaos de caa entre otras.
•
5os precios de la energ:a no copensan los !ene@cios a!ientales de la !ioasa o de otros recursos energéticos reno;a!les.
•
5a potencia cal?rica de la !ioasa es uy di>erente ya que se o!tiene ;ariaciones en el contenido de huedad= clia y densidad de la ateria pria.
$".I/LACT+ A/BIE,TA52
Se entiende que la !ioasa es aquella que aporta un !alance al C#" la cual es >a;ora!le= ya sé que esta se haga de una anera reno;a!le y sosteni!le de tal anera que el consuo de recursos se haga ecto que se o!tendr:a con estas centrales de !ioasa es que se necesitar:a de recursos >orestales y esto iplicar:a a un ipacto a!iental ya que este recurso se agotar:a y se dar:a la de>orestaci?n y esto ser:a un paso al ca!io cli
IV(
CONCLUSIONES: •
5as centrales de generaci?n de !ioasa apro;echan en gran agnitud los desechos producidos por el ho!re= este iso hecho hace que para generar energ:a por este edio se requiere
•
gran cantidad de desechos= y al no disponer de estos de una anera accesi!le= iposi!ilita la creaci?n de una central de gran capacidad de generaci?n. 5as centrales de generaci?n de !ioasa= generalente son
•
relati;aente de enor taao con respecto a otros tipos de generaci?n= y por ello tiene una enor capacidad de generaci?n. Este tipo de generaci?n= es aiga!le con el edio a!iente= ya
•
que el C+" producido por la co!usti?n de estos ateriales es enor a cualquier otro sistea de co!usti?n= adeertiliantes. Este tipo de centrales pueden ser @os o ?;iles= esa cualidad es interesante ya que se pueden trasladar las instalaciones a otro sitio donde exista ayor generaci?n de desechos= esto genera >uentes de epleo ade
V(
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