Análisis exergético convencional aplicado a una planta de poligeneración operando en cascada geotérmica

Abstract

En este trabajo se presenta un análisis exergético convencional aplicado a una planta de poligeneración que utiliza energía geotérmica para producir electricidad, enfriamiento y calor útil para deshidratación. La planta de poligeneración opera mediante energía geotérmica de media entalpia y está conformada por varias tecnologías de conversión de energía que operan en tres niveles en una cascada geotérmica. El primer nivel térmico lo constituye un Ciclo de Rankine Orgánico (ORC) con el que se produce electricidad. El segundo nivel térmico está compuesto por una máquina de refrigeración por absorción mediante la que se produce un efecto de enfriamiento para conservación de productos a baja temperatura dentro de una cámara fría, así como para mantener más estable la temperatura de condensación del ORC. La energía térmica del último nivel de la cascada geotérmica se destina para operar un deshidratador. Para determinar las prestaciones energéticas del sistema, la planta de poligeneración se sometió a un análisis de exergía convencional para determinar la exergía destruida en cada componente y de toda la planta. La planta se modeló trabajando bajo parámetros operativos reales, inevitables e ideales para obtener el comportamiento termodinámico bajo diferentes criterios de eficiencia. Los resultados muestran que la planta de poligeneración operando bajo condiciones reales presenta la mayor destrucción de exergía (124.1 kW), la más baja eficiencia exergética (26.9%), y la menor producción de productos energéticos. Los resultados también muestran que teniendo en cuenta las condiciones inevitables, el rendimiento de la planta aumenta hasta alcanzar una eficiencia exergética de 29.6%. Por último, la planta de poligeneración tiene un límite de eficiencia exergética de 77.5%, que corresponde a la operación en condiciones ideales. Los valores obtenidos en este estudio son importantes, ya que marcan una pauta para proponer mejoras de manera individual en componentes y en la planta en general.