Micro CHP con motores Stirling

1 2 Micro CHP con Stirling. UMA 1. Introducción ................................................................................................................ 3 1.1. Grupo Mondragón y Mondragón Componentes ................................................ 3 1.2. Centro Stirling ..................................................................................................... 3 2. Ventajas del modelo energético distribuido frente al centralizado ........................... 3 3. Distribución del gasto energético en los hogares europeos ...................................... 6 4. Circunstancias favorecedoras y contrarias ................................................................. 6 4.1. Feed-in Tarif .................................................................................................... 7 4.2. Evolución esperable del consumo energético en el hogar ............................. 8 4.3. Ejemplos Japón y USA: .................................................................................... 8 5. Tecnologías aptas para la Micro CHP doméstica ........................................................ 9 5.1. Pilas de combustible ........................................................................................... 9 5.2. ICE ................................................................................................................... 9 5.3. Stirling ........................................................................................................... 10 5.4. ORC/Nanoturbinas ........................................................................................ 10 6. Ventajas e inconvenientes de los actuales stirling ................................................... 10 6.1. Ejemplo de cálculos para el estudio de viabilidad de EHE/Whispergen ...... 11 6.2. Stirlings cinemáticos: muchas piezas móviles, desgastes, ... ........................ 12 6.3. Arquitecturas recientes de stirling................................................................ 12 6.3.1. Pistón libre .................................................................................................... 12 6.3.2. Acústicos, 1986 ............................................................................................. 12 7. Futuro esperable de la micro CHP con stirling ......................................................... 13 7.1. Se necesitan leyes, Investigación e inversiones................................................ 14 7.2. Pero siempre hay barreras que derribar. ......................................................... 14 3 1. Introducción 1.1. Grupo Mondragón y Mondragón Componentes http://www.mondragon-corporation.com/ httgp://www.mondragoncomponentes.com/ 1.2. Centro Stirling http://www.centrostirling.com/cas/lineas.html 2. Ventajas del modelo energético distribuido frente al centralizado http://www.cogeneurope.eu/ Múltiples estudios avalan las ventajas de un sistema de generación distribuido (al igual que lo está el consumo) Robustez frente a problemas de modificaciones o perturbaciones de la red, independencia energética, acompasar generación con consumo, ... 4 Se han llevado a cabo numerosos ejemplos prácticos e instalaciones piloto (en la foto la de CENER, Tafalla) para avalar, con datos, los estudios teóricos. Se han tenido en cuenta no solamente generación y consumo sino también control, regulación e interacción con la red. 5 Si tantas ventajas tiene el sistema distribuido ... ¿por qué no se favorece o por qué no está más implantado? 6 3. Distribución del gasto energético en los hogares europeos ¿Qué patrón de consumo siguen nuestros hogares? http://www.idae.es/ Según informe del IDAE, el consumo medio de las viviendas españolas es de 7.859KWh/año (17.012 KWh/año en viviendas unifamiliares) Obviamente el gasto energético es muy dependiente de las circunstancias y localización de las viviendas. Futuros cambios normativos incidirán fuertemente en este esquema: • Nuevos tipos de bombillas • Irrupción masiva de vehículos eléctricos/híbridos • Nuevos códigos edificación con más aislamiento • Nuevos modelos energéticos • Nuevos programas renove para electrodomésticos más eficientes Nissan LEAF: 109CV, baterías con 30KWh para una autonomía de 250Kms 4. Circunstancias favorecedoras y contrarias 7 4.1. Feed-in Tarif https://www.ofgem.gov.uk/about-us http://www.res-legal.eu/search-by-country/germany/single/s/rese/t/promotion/aid/feed-in-tariff-eeg-feed-in-tariff/lastp/135/ Alemania finalizó este programa de ayudas en 2016 Una concienciación ecológica adecuada de los habitantes de un país orienta las políticas energéticas en la dirección de la minimización en el uso de la energía y en el fomento de 8 modelos energéticos más eficientes (renovables, cogeneración, gestión avanzada de redes y microredes, autoconsumo, ...) 4.2. Evolución esperable del consumo energético en el hogar Casas energéticamente eficientes, bioclimáticas, energía positiva, ... http://www.energiehaus.es/ Calefacción < 15KWh/m2/año. Una casa de 100m2, necesitaría menos de 1.500KWh, que, en coste de gas, sería, 75€/año por la calefacción. A esto habría que sumar las necesidades de ACS. https://www.effinergie.org/web/index.php/presentation Pero hay muchas otras variables y mercados: pequeños hoteles, gimnasios, oficinas, ...ven las que la necesidad de calor es más importante. 4.3. Ejemplos Japón y USA: Japón: modelo hacia la autonomía energética Circunstancias especiales en Japón: • terremotos, 2 frecuencias conviviendo simultáneamente, total dependencia de energías fósiles, población con nivel técnico medio muy alto. • Gran apuesta gubernamental, especialmente tras el desastre de Fukushima. • Grandes subvenciones a usuarios/empresas con productos que faciliten su integración, tanto en la red como fuera de ella. Ejemplos: Gas Tokio, Panasonic, ... 9 USA: contadores inteligentes para integrar la red con otros sistemas del usuario: fotovoltaica, micro-aerogeneradores, microcogeneración, ... http://connectder.com/products 5. Tecnologías aptas para la Micro CHP doméstica http://www.microchap.info/index.htm 5.1. Pilas de combustible + Eficiencia eléctrica (PEM) y global (SOFC) + Ruido - Caras - Precisan de H2 para su funcionamiento (obtenible de múltiples formas) - Incertidumbre tecnológica en productos domésticos. - Ausencia de productos y servicios (ver ejemplo Japón) 5.2. ICE + Eficiencia + Tamaño y peso en relación a potencia + Tecnología madura + Amplia red de productos/repuestos/servicios/... + Coste por KWe - Ruido y vibraciones - Emisiones - Mantenimiento - Necesidad combustible refinado