METHODOLOGY
DISCUSSION
Para construir una planta de generación de energía eléctrica a partir de biogás es necesario tener en cuenta la calidad y cantidad del biogás obtenido las cuales dependen del tipo y las características de residuos. Esta situación hace necesario determinar el tipo de residuos que se pretenden utilizar en la generación de biogás, que en esencia pueden ser desperdicios agrícolas de la región, flujos de letrinas caseras, estiércol animal, residuos domiciliarios, etc. También es necesario evaluar la ubicación geográfica de la zona y el clima, ya que de ello depende la eficiencia y rapidez de producción de biogás.
La construcción de plantas de generación de biogás tienen un impacto socioeconómico favorable, ya que al utilizar desechos orgánicos disminuye la cantidad de basura y factores contaminantes que afectan a la atmósfera, la población y saturan el suelo con desechos agrícolas; al mismo tiempo que se tiene un beneficio económico por utilizar un combustible que sustituye el uso de gas LP y otros combustibles.
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA A PARTIR DE PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
FABIÁN ANDRÉS SILES
122
SUMINISTRO A LA RED ELECTRICA GENERACIÓN DE ENERGIA ELECTRICA ALIMENTACION DE LA TURBINA DE BIOGÁS
TRATAMIENTO DEL BIOGÁS CAPTACIÓN DEL BIOGÁS PRODUCCIÓN DE BIOGÁS DESCOMPOSICIÓN ANAERÓBICA
PREPARACIÓN DEL RESIDUO CAPTACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
El proceso de biogeneración se lleva a cabo como se observa en las figuras III-1. Y III-2.
FIG. III-1. BLOQUES DEL PROCESO DE BIOGENERACIÓN.
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA A PARTIR DE PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
FABIÁN ANDRÉS SILES
123 Como se observa en las anteriores figuras III-1. Y III-2. :
Los residuos sólidos son captados en la celda o celdas del relleno sanitario, que por ejemplo, para el caso del proyecto del relleno sanitario de San Antonino el Alto se tienen proyectadas dos celdas, en seguida los residuos deben ser sometidos a ausencia de oxígeno, lo cual se consigue al cubrir los residuos que van siendo depositados con capas de tierra arcillosa y con la compactación correspondiente a la forma de operación del relleno; con la ausencia de oxígeno los residuos lentamente biodegradables y los rápidamente biodegradables comienzan a descomponerse debido a la falta de oxígeno y al tiempo de acuerdo con el marco técnico presentado en el Capítulo II de la tesis.
Posteriormente se tiene la producción de biogás el cual es el combustible que será capaz de generar energía eléctrica, previo a esto y según la composición que pueda ser obtenida, el biogás debe ser desulfurado lo cual se logra con trampas sencillas de sulfuros o bien con equipos más sofisticados tales como un desulfurizador externo y de esta forma se obtenga lo más limpio posible el biogás generado y así aprovechar eficazmente las características del metano como combustible. En seguida el biogás es introducido a una turbina de generación de energía para llevar a cabo un proceso de combustión a lo cual se le denomina alimentación de la turbina y en seguida se debe transformar la energía eléctrica para llevarla a valores comerciales.
Una vez que se tiene la energía eléctrica en valores comerciales, para poder suministrarla a uno o un conjunto de usuarios es necesario apegarse a la Ley del Servicio Público de la Energía Eléctrica, al reglamento de operación de dicha ley y a las normas de construcción de infraestructura eléctrica vigentes ya sean aéreas o subterráneas y a las normas oficiales correspondientes para evitar problemas técnicos e inclusive posibles sanciones. Por otro lado previo al proyecto de generación de energía es preciso hacer los trámites correspondientes ante la Comisión Reguladora de Energía (CRE) para evitar violar sus lineamientos, sus procedimientos establecidos y su normatividad.
3.2. PRINCIPIO DE GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA A
PARTIR DE UNA TURBINA
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA A PARTIR DE PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
FABIÁN ANDRÉS SILES
124 Una turbina de gas es un dispositivo capaz de transformar energía mecánica a energía eléctrica a través del acoplamiento de un generador en la flecha de la turbina.
A continuación se describe en forma general las principales etapas que tienen lugar, para la generación de energía eléctrica.
La energía química del combustible (biogás) se libera combinando combustible y aire en un quemador, que mediante la combustión de esta mezcla, y mediante un conjunto de dispositivos mecánicos acoplados internamente entre sí, esta energía química se transforma en energía cinética, la cual mediante poleas y bandas es transmitida a una polea de la flecha de la turbina, ejerciendo una fuerza sobre el mismo, lo cual hace que el rotor del generador gire.
La flecha rotatoria mueve el rotor del generador que consiste en un campo magnético que produce líneas de fuerza magnética, cuando estas líneas de fuerzas magnéticas son cortadas por los conductores de las bobinas del estator, se crea una corriente eléctrica, siendo en esta forma como la energía mecánica de rotación se convierte en energía eléctrica.
3.3. TIPOS DE GENERADORES
Aúnque existen diversas formas de clasificar a los generadores, en este subtema se mencionan en los siguientes tipos de acuerdo al combustible que utilizan. Se encuentran principalmente cuatro tipos de generadores:
a) Generadores a gas
Versátiles para funcionar con biogás y otros gases alternativos (al funcionar con biogás se pierde un 10% de potencia en el motor, lo que conlleva el mismo nivel de pérdidas en la generación de electricidad).
b) Generadores de diesel adaptados para funcionar con biogás
Se utiliza el biogás como combustible en un generador y se tienen dentro de estas turbinas motores con combustible dual (si se tiene más de un tipo de combustible reaccionando intermitentemente) y especiales para combustible biogás exclusivamente, las cuales ya tienen un sistema de pre tratamiento del gas integrado.
GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA A PARTIR DE PRODUCCIÓN DE BIOGÁS
FABIÁN ANDRÉS SILES
125 En el caso de los motores diesel, el biogás puede reemplazar hasta el 80% de diesel.
La baja capacidad de ignición del biogás no permite reemplazar la totalidad del diesel en este tipo de motores que carecen de bujía para la combustión.
d) Generadores a biogás
Son turbinas especialmente diseñadas para trabajar con biogás ofreciendo un mejor rendimiento del combustible al ser un diseño dedicado de acuerdo a las características del biogás. Además, cuentan con un sistema de pre tratamiento del combustible.