REPOWERING EN PLANTAS DE AUTOCONSUMO …...este rango de rendimientos. Instalar un motogenerador de...
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REPOWERING EN
PLANTAS DE
AUTOCONSUMO PARA
DEPURADORAS
13-06-2018
Índice
1. INFORMACIÓN GENERAL DE LA EMPRESA
Historia de la compañía
Segmentos de mercado
Soluciones
Servicios
Gama de producto
2. REPOWERING EN DEPURADORAS
Motivación
Soluciones de alta eficiencia
Cálculos – Ahorro de energía
Conclusiones
3. OTRAS VENTAJAS
4. CASO REAL DE ESTUDIO
5. REFERENCIAS
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1. INFORMACIÓN GENERAL DE LA EMPRESA
Historia de la compañía
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1871 El inventor de vehículos, Carl Benz, establece su “Taller Mecánico”
en Mannheim, Alemania - los cimientos de MWM.
1880 Producción del primer motor a gas.
1886 Se registra la patente alemana nº 37435 para el primer coche.
1910 Se inicia la producción de motores diésel.
1922 Se funda una nueva empresa. “Motorenwerke Mannheim AG, anteriormente
Benz, dedicada a la construcción de “motores estacionarios”.
1953 Se produce el primer motor diésel refrigerado por aire que emplea el
método de igual presión en la precámara patentado por MWM.
2005 Operando como Deutz AG, la empresa funda la filial independiente de
Deutz Power Systems.
2007 Venta de la filial DPS al inversor 3i en octubre.
2008 La empresa vuelve a denominarse MWM.
2011 MWM GmbH pasa a formar parte del grupo Caterpillar Inc.
2013 MWM GmbH pasa a denominarse Caterpillar Energy Solutions GmbH.
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1. INFORMACIÓN GENERAL DE LA EMPRESA
Soluciones completas
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1. INFORMACIÓN GENERAL DE LA EMPRESA
Servicios
MANTENIMIENTO SERVICIO DE ATENCIÓN 24 h
DOCUMENTACIÓN
CENTROS DE LOGÍSTICA RECAMBIOS
CENTROS DE FORMACIÓN
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1. INFORMACIÓN GENERAL DE LA EMPRESA
Gama de producto
SE PUEDE CUBRIR UN RANGO DE POTENCIAS DESDE 400 KWEL HASTA 4.500 KWEL
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2. REPOWERING EN DEPURADORAS
Motivación
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EFICIENCIA ELÉCTRICA
PRODUCCIÓN
ELÉCTRICA
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2. REPOWERING EN DEPURADORAS
Motivación - Productos TCG – Continuo desarrollo
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Durante las dos pasadas décadas, la potencia y el
rendimiento de los motores de gas MWM se ha
incrementado continuamente.
La historia de este desarrollo se puede ilustrar tomando
como ejemplo los grupos motogeneradores TCG 2020 /
TCG 2032 y sus predecesores.
2. REPOWERING EN DEPURADORAS
Soluciones de alta eficiencia
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TCG 3016
400-800 kWel
TCG 2020
1.000-2.000 kWel
Solución Plug & Play
TCG 3016, TCG 2020
CONSIDERACIONES: Composición del biogás (65% CH4 – 35% CO2)
500 mg NOx/Nm3 @ 5% O2
Condiciones ambientales ISO
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2. REPOWERING EN DEPURADORAS
Soluciones de alta eficiencia – TCG3016
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TCG 3016 V8
400 kWel
ηel ~ 43 %
TCG 3016 V12
600 kWel
ηel ~ 43 %
Mayor rendimiento
Cárter de aceite más robusto
Ampliación intervalos entre cambios de aceite.
Nuevo sistema de control TPEM.
Consumo de aceite: 0,1 g/kWh.
Ampliación del ciclo de vida – 64.000 h biogás MQ
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TCG 3016 V16
800 kWel
ηel ~ 43,1 %
2. REPOWERING EN DEPURADORAS
Soluciones de alta eficiencia
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MOTOR UNIDADES TCG 3016 V8 TCG 3016 V12 TCG 3016 V16 TCG2020 V12
POTENCIA
ELÉCTRICA kWel 400 600 800 1.000
RENDIMIENTO
ELÉCTRICO % 43 43 43,1 42,6
CONSUMO kW 930 1.395 1.856 2.348
CONSUMO m3/h 143 215 285 361
CONSIDERACIONES:
PRESTACIONES DE LOS MOTORES EN CONDICIONES ISO:
100 m.s.n.m
Temperatura de aire de combustión 25°C
Humedad relativa 60%
Biogás de depuradora (65% CH4 – 35% CO2)
PCI Biogás: 6,5 kWh/Nm3
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2. REPOWERING EN DEPURADORAS
Cálculos – Ahorro de energía
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MOTOR EXISTENTE
• POTENCIA: 400 kWe
• CONSUMO DE GAS: 1.250 kW @ 32 %
MOTOR MWM
• CONSUMO DE GAS | RENDIMIENTO: 930 kW|43 %
CÁLCULO
• POTENCIA GENERADA = CONSUMO 1.250*43% = 537,5 kWe
• ∆ PRODUCCIÓN: 137,5 kWe*6.000h/año*0,1€/kWh
CONSIDERACIONES: Ejemplo de cálculo – Sustitución de un motor con un 32% de rendimiento
Precio de compra de electricidad: 0,01 € / kWh
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AHORRO 82.500 €/año
2. REPOWERING EN DEPURADORAS
Cálculos – Ahorro de energía
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RENDIMIENTO P (kWe) POTENCIA
ALCANZABLE ∆ GENERACIÓN
ANUAL (MWh/año) AHORRO (€/año)
28% 400 614 1.286 128.575
32% 400 537 825 82.500
35% 400 491 549 54.857
38% 400 453 316 31.579
RENDIMIENTO P (kWe) POTENCIA
ALCANZABLE ∆ GENERACIÓN
ANUAL (MWh/año) AHORRO (€/año)
28% 600 921 1.929 192.857
32% 600 806 1.238 123.750
35% 600 737 823 82.286
38% 600 679 474 47.368
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2. REPOWERING EN DEPURADORAS
Cálculos – Ahorro de energía
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RENDIMIENTO P (kWe) POTENCIA
ALCANZABLE ∆ GENERACIÓN
ANUAL (MWh/año) AHORRO (€/año)
28% 800 1.231 2.589 258.857
32% 800 1.078 1.665 166.500
35% 800 985 1.111 111.086
38% 800 907 644 64.421
RENDIMIENTO P (kWe) POTENCIA
ALCANZABLE ∆ GENERACIÓN
ANUAL (MWh/año) AHORRO (€/año)
28% 1.000 1.521 3.129 312.857
32% 1.000 1.331 1.988 198.750
35% 1.000 1.217 1.303 130.286
38% 1.000 1.121 726 72.632
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2. REPOWERING EN DEPURADORAS
Conclusiones
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0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
400 600 800 1.000
32% de rendimiento
Payback
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
400 600 800 1.000
35% de rendimiento
Payback
El incremento en la producción de los nuevos motores,
permitiría obtener retornos de la inversión “razonables” en
este rango de rendimientos.
Instalar un motogenerador de más potencia permitiría
poner a disposición del proceso mayor potencia térmica.
Estos proyectos están incentivados por otros “drivers”
tales como la optimización de los procesos, mejora
general de las instalaciones (no sólo del motor) y
solución de posibles problemas medioambientales.
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
400 600 800 1.000
28% de rendimiento
Payback
3. OTRAS VENTAJAS
• MENOR CONSUMO DE ACEITE 0,1 g/kWh
• SISTEMAS DE CONTROL OPTIMIZADOS
• EVITAR INVERSIONES EN MANTENIMIENTOS MAYORES - OVERHAUL
• MOTORES NUEVOS INTERVALOS DE MANTENIMIENTO MÁS EXTENDIDOS
• EXPERIENCIAS SATISFACTORIAS EN ESTE TIPO DE PROYECTOS
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4. CASO REAL DE ESTUDIO
Depuradora en la comunidad de Madrid - 2017
• SUSTITUCIÓN DE (1) GRUPO DE 28 % DE RENDIMIENTO
• MODELO MWM INSTALADO: TCG2016 V12 / 42,5 % de rendimiento
• ∆GENERACIÓN ANUAL: APROX. 2 GWh/año
• RECUPERACIÓN DE LA INVERSIÓN: 2,5 AÑOS
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5. REFERENCIAS
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MOTORES DE BIOGÁS INSTALADOS
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