Motores recíprocos avanzados para aplicaciones de generación distribuida

 

Las tecnologías de generación distribuida están teniendo un papel cada vez más importante. De ahí la importancia que se viene dando al desarrollo de nuevas tecnologías apropiadas para aumentar la eficiencia y resolver cada vez un número mayor de aplicaciones.

Los motores recíprocos se usan en un amplio rango de necesidadesd e generación, incluyendo apoyo a las redes públicas, producción de energía eléctrica y calor de forma combinada, y biogas en digestores y vertederos de residuos sólidos urbanos.

Particular interés en la mejora de la eficiencia son las aplicaciones en las que se combina la producción de energía eléctrica y calor, las llamadas CHP. Una de las tecnologías bien conocidas son los motores recíprocos de pistón. Los motores de gasolina y diesel se usan comúnmente, pero crean emisiones significativas de contaminación y ruido. El dessarrollo de motores a gas más limpios es actualmente una preocupación.

Un programa importante es el denominado Advanced Reciprocating Engine System (ARES), que supone un esfuerzo cooperativo entre laboratorios DOE, fabricantes principales y consultores para obtener máxima eficiencia y mínimas emisiones de los motores recíprocos de gas natural. El programa ARES comenzó en 2001 y se implanta en tres fases, cada fase una con objetivos específicos para alcanzar los principales objetivos del programa. El programa dará como resultado motores con al menos una eficiencia térmica de frenado del 50 % y emisiones de NOx no superiores a 0,1 g/bph-hr.

Los nuevos motores emplean varias mejoras para incrementar la eficiencia, incluyendo combustión avanzada, sistemas de aire mejorado, y sistemas de control dedicado. También se ha trabajado en post-tratamiendos de mayor valor añadido y sistemas de recuperación de calor. Otro de los desarrollos es trabajar con mezclas pobres, que han llevado también al lanzamiento de nuevos motores.

En la segunda fase del proyecto el objetivo fundamental ha sido un sistema estoquiométrico con recirculación del gas de escape en una catálisis de tres vías con recuperación termoquímica.

También se ha trabajado en el desarrollo de tecnologías de control de la combustión y aplicación del ciclo de Miller., tecnologías de baja fricción y nuevas tecnologías de control para alcanzar mayor ganancia en eficiencia y reducciones de emisiones.

Bibliografía: Impacts. Industrial Technologies Program: August 2010. U.S. Department of Energy.