Trigeneración con hibridación de tecnologías renovables y eficientes
El parque balear de innovación tecnológica ParcBit y la Universidad de las Islas Baleares, en Palma de Mallorca, obtienen la mayor parte de la energía térmica, frío y electricidad que necesitan gracias a la hibridación de diversas tecnologías desde 2008.
Recientemente, esta singular instalación gestionada por Grupo Sampol ha incorporado una caldera de biomasa y realizado otras mejoras que elevan aún más su eficiencia energética global.
La central energética del ParcBit tiene capacidad para generar 2.920 kW de energía eléctrica, 7.800 kW de frío y 6.200 kW de calor. Esta trigeneración con hibridación de tecnologías es uno de los pocos casos prácticos que existen en el mundo.
La planta genera energía térmica y eléctrica gracias a unos motores de cogeneración de alta eficiencia, paneles solares, una caldera de biomasa, máquinas de absorción por agua, absorción por gases y máquinas de frío convencionales.
La energía térmica en forma de agua caliente y agua fría se distribuye por los edificios del ParcBit y parte de la UIB a través de una red de 15 km y 50 subestaciones -dos por edificio, una para el calor y otra para el frío-.
En diciembre de 2020, Grupo Sampol concluyó la renovación de la central, que ha consistido en sustituir los antiguos motores de cogeneración con gasóleo por motores de alta eficiencia de gas natural, incorporar una máquina de absorción de los gases de escape con capacidad para producir agua caliente y fría de forma simultánea e instalar una caldera de biomasa para aumentar la capacidad de producción térmica de la planta desplazando el consumo de gasóleo de la caldera auxiliar existente.
“Con la incorporación de la Biomasa hemos realizado un paso más hacia nuestro compromiso por ofrecer una energía térmica más sostenible y limpia, reduciendo la huella de carbono de nuestros clientes”, según Andrea Puig, Ingeniero Naval del Grupo Sampol y directora de los proyectos de instalación de la caldera de biomasa y de remotorización de ParcBit.
Gracias a la intervención, que ha supuesto a Sampol una inversión de 3 millones de euros, los edificios conectados obtienen ahora un 98% de energía calorífica y un 75% de energía frigorífica de origen renovable y cogeneración, frente al 70% en calor y el 27% en frío anterior.
Ahorro de emisiones
El aumento de la aportación renovable y de la eficiencia representa una mejora de la calificación energética de los cerca de 25 edificios conectados -oficinas, escuelas, facultades, residencia de estudiantes, una piscina climatizada y un centro de datos-, que consiguen reducir de forma notable las emisiones anuales de NOx y de las emisiones de CO2, que caen en un 30%.
El cambio de gasóleo a gas natural en la cogeneración ha supuesto aumentar la capacidad de recuperación energética del 65% al 72% y, sobre todo, valores mucho más bajos de emisiones contaminantes: han conseguido reducir los Nox de 1.500 a 250 mg/Nm3, y eliminar prácticamente las emisiones de SOx.
Con un rendimiento eléctrico del 41%, los nuevos motores Jenbacher 420 de 1.460 kWe aportan, cada uno, una capacidad de recuperación de 900 kW de potencia térmica en el circuito de enfriamiento de la camisa y de 450 kW en el circuito de gases de escape.
La caldera de biomasa de 1 MW que sustituye a la anterior de gasóleo para producción térmica también contribuye a la reducción de emisiones globales de la planta.
Potencia eléctrica y térmica instalada de la planta
Potencia eléctrica: 2.920kW en dos motores eléctricos de cogeneración de 1.460kW cada uno.
Potencia térmica (agua caliente): 6.200 MW
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- 1.700 kW de la recuperación de calor del circuito de refrigeración por agua de las camisas del motor.
- 900 kW de la recuperación de calor a través de la máquina de absorción de gas.
- 1.000 kW de producción en calderas de biomasa.
- 600 kW del campo solar, que tiene 900 m2.
- 2.000 kW de la caldera de gas natural.
Potencia de refrigeración (agua fría): 7.800 MW
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- 1.300 kW de la recuperación de calor a través de la máquina de absorción de gas.
- 1.200 kW de la recuperación del calor del circuito de refrigeración por agua de las camisas.
- 1.300 kW de un enfriador de alta eficiencia condensado por agua.
- 4.000 kW en dos enfriadores centrífugos.
La curva de demanda es típica de la actividad comercial y de oficinas, con la mayor parte del consumo concentrado entre las 7 y las 15 horas y siendo casi inexistente a partir de las 8 de la tarde. Gracias a la instalación de almacenamiento energético, consiguen tener demanda las 24 horas.
Caldera de biomasa
La caldera de biomasa instalada es un equipo Herz modelo BioFire 1000 Bio Control de 1 MW de potencia. Utiliza astilla tipo G50 W45 con un consumo medio anual de 600 toneladas. Para acopiar el biocombustible existe un silo de 100 m3 de capacidad.
Se podría incorporar una segunda caldera de biomasa de igual potencia a la actual sin necesidad de modificar la instalación existente en caso de que aumentase la demanda térmica de los clientes actuales o futuros.
El mercado de biomasa en la Mallorca es aún de pequeña escala. Según Andrea Puig, “faltan consumidores para que se desarrolle una estructura de recogida, transporte y almacenamiento de alta capacidad y flexibilidad”.
Cómo gestionar la hibridación de tecnologías
La directora del proyecto señala que el éxito de la hibridación depende básicamente de dos cuestiones: la viabilidad concreta de cada tecnología en relación al espacio que ocupa o su compatibilidad con el resto de sistemas, aspectos que se evalúan en la fase de proyecto, y otra relacionada con la gestión técnica global de la planta: gestión de los tiempos de funcionamiento y las inercias de cada sistema, gestión de los mantenimientos y combustibles, optimización energética y rentabilidad económica y cumplimento de requisitos y estándares medioambientales.
Para ayudar en la toma de decisiones Sampol se apoya en herramientas de gestión inteligente mediante procesos de machine learning. Así, el sistema inteligente de supervisión y control de la planta desarrollado por el departamento de integración tecnológica es capaz de anticipar las necesidades de la planta y los usuarios.
Más allá del tradicional trabajo de visualización y control, el nuevo SCADA ofrece una interacción natural y procesa sinópticos con tres niveles de zoom que permiten una mejor conciencia de lo que está sucediendo en la planta. Ofrece función de reproducción y mejoras en la funcionalidad de almacenamiento y seguridad de los datos.
El sistema de supervisión y control digitalizado se realiza desde la sala de control, pero permite también operar y monitorear la planta de forma completamente remota. Las subestaciones inteligentes proporcionan lecturas de temperatura y caudal en tiempo real y permiten gestionar la energía de acuerdo a las necesidades del usuario también en remoto.
La planta de ParcBit participa en dos proyectos de investigación europeos – FlexySinc y REWARDHeat- que estudian cómo incorporar subestaciones térmicas inteligentes en las redes de calor y frío para optimizar la producción, distribución y almacenamiento de energía térmica y mejorar así la eficiencia global de la instalación.
