Microturbinas a gas: flexibilidad para sistemas de microcogeneración

Qué son las microturbinas de gas

Las microturbinas de gas son turbinas de combustión de tamaño pequeño, con potencias que actualmente se sitúan normalmente entre 20 kW y 200 kW. Están dotadas de generadores de alta velocidad de imán permanente. Esto permite que puedan girar a la misma velocidad que la turbina de gas, con lo que pueden acoplarse directamente sin necesidad de disponer de un sistema de caja de cambios. Esto facilita mucho el mantenimiento, disminuye el coste y alarga la vida útil de la instalación.
 

• Tipos de microturbinas según el tipo de eje

Las microturbinas pueden clasificarse, por su configuración, en microturbinas de eje simple o eje doble. El tipo más usado es el de un solo eje, ya que permite reducir los costes de producción y tiene un mantenimiento más fácil.
 

• Tipos de microturbinas según el tipo de ciclo

Las microturbinas pueden clasificarse, según el tipo de ciclo, en equipos con ciclo simple o con regeneración.

En las de ciclo simple, se mezcla el aire comprimido con el combustible y se hace la combustión bajo condiciones de presión constante.

En un equipo de ciclo regenerativo se usa un intercambiador de calor, con la finalidad de recuperar calor de la corriente de salida de la turbina y transferirla a la corriente de entrada del aire. Al combinar las microturbinas con equipos de recuperación de energía para transferir el calor al aire de combustión provoca que con estos sistemas pueda llegar a doblarse la eficiencia eléctrica de la microturbina.

 

Ventajas energéticas y ambientales de las microturbinas

El uso de las microturbinas de gas natural ofrece un gran número de ventajas, en comparación con otras tecnologías de producción de energía a pequeña escala, como pueden ser los motores de gas natural, siendo las más importantes:

• Poseen un menor número de partes móviles, únicamente el eje de la microturbina. Ello implica un bajo mantenimiento y, además, en algunos equipos no hay consumo de aceite lubricante.
• Presentan un reducido peso y dimensiones. Un sistema similar de producción de energía eléctrica y agua caliente con un motor de gas de pistones de unos 40 kW de potencia eléctrica pesa más de 2.000 kg ante los 700 kg del sistema de microturbina de gas. Las dimensiones externas son similares en ambos casos.
• La energía térmica es recuperable en una sola corriente. A diferencia de los motores de pistón (motores de combustión interna alternativa), las turbinas de gas concentran el calor excedente en una sola corriente a alta temperatura, con lo que se simplifica la instalación.
• Los gases de escape de las microturbinas de gas son generalmente de alta calidad, dado que se encuentran a alta temperatura y libres de aceites y por utilizarse un combustible como el gas natural, con tan buenas propiedades de combustión. Ello los convierte en un sistema ideal para combinar con equipos de refrigeración para absorción de alta eficiencia para la producción de frío y, también, para aplicaciones en los invernaderos de horticultura donde es necesario un suministro de calor y CO2 con un bajo nivel de hidrocarburos, funcionando de este modo como “alimento” para las plantas. La eficiencia de estos sistemas puede ser muy elevada y, por lo tanto, muy atractiva para los casos en que, además de la demanda eléctrica, hay una demanda en climatización muy importante.

Principales aplicaciones de las microturbinas

Las microturbinas, por su amplia flexibilidad y capacidad de operación, se usan en muchos sectores del ámbito energético, siendo algunos de los más importantes:

• Sistemas de microcogeneración
• Vehículos de transporte híbridos: permiten recargar las baterías de los vehículos
• Aplicación directa de calor
• Sistemas de recuperación y valorización energética: por ejemplo, mediante el uso de biogás.