Aplicaciones de las microturbinas en generación distribuida

La tecnología de las microturbinas se ha desarrollado desde los primeros sistemas de 30 – 70 kW hasta los sistemas de hoy con potencias de 200 a 250 kW. Paquetes de hasta 1 MW están ahora disponibles y pueden ensamblarse en unidades multi pac para proyectos de 5 a 10 MW. Estas unidades modernas se empaquetan con protección digital integrada, sincronización, y controles; consiguiendo altas eficiencias en producción de energía eléctrica y calor de forma combinada; y son capaces de usar múltiples combustibles.

Las tecnologías son una tecnología relativamente nueva para la generación de energía eléctrica. Es por ello que se plantean numerosas preguntas sobre las microturbinas.

Construcción de microturbinas típicas

Las microturbinas son una forma simple de turbina de gas, usualmente caracterizando un compresor radial y rotores de turbina ya a menudo usando solamente una etapa cada uno. Típicamente recuperan la energía residual para precalentar el aire de entrada comprimido, incrementándose por tanto la eficiencia eléctrica en comparación con una máquina de ciclo simple. El intercambiador de calor aire-aire se denomina recuperador, y el sistema completo se denomina típicamente un ciclo recuperado.

El ensamblaje de una turbina a menudo se denomina turbogenerador e incluye todos los componentes de la microturbina más el generador. El eje simple de la turbina, compresor, y generador rota a alta velocidad – 96000 rpm en el caso del turbogenerador Capstone C65. La producción del generador es por tanto de alta frecuencia en corriente alterna, que puede acondicionarse usando electrónica de potencia para producir los 50 o 60 Hz de uso convencional.

Las microturbinas proporcionan alta eficiencia eléctrica en comparación con las turbinas de gas tradicionales en la clase del mismo tamaño. El recuperador que recicla una porción de la energía residual obtiene ventajas en eficiencia.

Nótese que la microturbina ofrece la eficiencia eléctrica más alta, hasta alrededor de 5 MW, que es el tamaño de la primera turbina de gas tradicional ofrecida en un modelo recuperado.

Sin embargo, las eficiencias en el rango del 20 al 30 % no son suficientes para proporcionar un retorno económico atractivo en la inversión en aplicaciones comerciales donde se compra combustible convencional. La fortaleza de las microturbinas está supeditada a la opción de usarlas de forma combinada para producir calor o frío, y a la obtención de calor residual que pueda recuperarse y usarse de forma productiva.

El valor principal de cualquier microturbina para la mayoría de los clientes comerciales es su capacidad para reducir el coste de la energía. Adicionalmente al uso de métodos de análisis financiero convencionales para evaluar un proyecto, las microturbinas a menudo se benefician también de incentivos del gobierno. 

Bibliografía:

·         Microturbine Technology Matures. Power Vol. 154 – Nº 11 – November 2010