OPTATIVA, 2º CUATRIMESTRE, 6 CRÉDITOS

OBJETIVOS:
Se pretende que el alumno tenga una visión clara de las posibilidades de la cogeneración, desde los aspectos básicos de la misma hasta el conocimiento de las diversas tecnologías y características constructivas.
Se pretende, asímismo, que el alumno sea capaz de plantear y comprender cualquier proyecto de cogeneración, siendo capaz de desarrollar la correspondiente Ingeniería Básica del mismo, con objeto de poder incorporarse satisfactoriamente a la vida profesional e integrarse en un equipo multidisciplinar.

PROGRAMA TEÓRICO Y PRÁCTICAS DE AULA:
El programa de la asignatura se divide a efectos de una mejor planificación en nueve temas, que se presentan a continuación:

TEMA 1. ASPECTOS GENERALES DE LA COGENERACIÓN.
En el presente tema se define qué es la cogeneración, así como los distintos términos que habitualmente se utilizan. Se hace un repaso a su historia y se expone de una manera general las distintas tecnologías que se emplean. Por último, se presenta el estado actual de la cogeneración en España y su relación con los países de la CEE y se señalan las ventajas e inconvenientes de la misma.

TEMA 2. TERMODINAMICA DE LAS PLANTAS DE COGENERACIÓN.
Se hace una exposición de los distintos índices que se utilizan para caracterizar la eficiencia de una planta de cogeneración y se muestran diferentes ejemplos de aplicación del método de análisis exergético en distintos componentes. Por último se desarrolla un modelo, que de una forma rápida, permite valorar el ahorro de energía que se consigue en una planta de cogeneración.

TEMA 3. COGENERACIÓN CON TURBINA DE VAPOR.
Comienza con un repaso a las ecuaciones fundamentales de las turbomáquinas y su aplicación a la turbina de vapor, analizando las diferencias entre las etapas de acción y reacción y recordando la definición de rendimientos de los escalonamientos y de la turbina. Posteriormente se presenta una descripción de los distintos componentes que integran una turbina de vapor, dedicándose una atención especial al sistema de regulación y mando. Por último, se analizan los distintos tipos de instalaciones de cogeneración con turbina de vapor, considerándose todos los casos posibles de interés.

TEMA 4. COGENERACIÓN CON TURBINAS DE GAS.
El tema 4 presenta un desarrollo similar al anterior, pero referido a turbinas de gas.
En primer lugar se efectúa el análisis termodinámico del ciclo básico de la turbina y de otros ciclos. Se describen los distintos tipos de turbinas de gas para cogeneración y se analizan los datos que son necesarios para la selección de una turbina. A continuación, se describen las características principales de los distintos componentes de una turbina de gas. Se hace un estudio especial sobre la incidencia en el medio ambiente de una turbina de gas, destacando el problema de las emisiones de NOx y los métodos que actualmente incorporan las turbinas para reducir esas emisiones, prestando especial atención a la inyección de vapor. Posteriormente se estudian y describen las características principales de otros equipos que van a formar parte de una planta de cogeneración de turbina de gas, como los compresores de gas, el conducto de gases. etc. Se dedica especial atención a los quemadores de postcombustión y a las calderas de recuperación de calores residuales.

TEMA 5. COGENERACIÓN CON MOTORES ALTERNATIVOS.
En este tema, tras describir los principios básicos de un motor de encendido por compresión y del de
encendido provocado, se hace un repaso de los principales parámetros que caracterizan al motor alternativo. A continuación, se describen los diferentes componentes del motor, comprendiendo el sistema de combustión, el arranque, la recuperación de calor, los cuadros eléctricos de control y maniobra, etc. Se dedica una atención especial a los motores de gas, analizándose los problemas medioambientales que pueden presentar, principalmente sus emisiones de NOx, así como los métodos que habitualmente se utilizan para reducir esas emisiones. El tema finaliza refiriéndose a las aplicaciones de los motores en los sectores residencial y terciario y al interés de su integración con los frigoríficos de absorción, para constituir así los denominados sistemas de energía total.

TEMA 6. ASPECTOS ECONOMICOS DE LA COGENERACIÓN.
Este tema comienza con un repaso a los distintos métodos existentes de asignación de costes a los productos de una planta de cogeneración. Posteriormente se presentan unos modelos económicos sencillos que permiten valorar la viabilidad de un proyecto de cogeneración. Tras realizar un repaso a las técnicas utilizadas para el análisis económico de inversiones, definiéndose los índices de rentabilidad habitualmente utilizados, por último, se hacen una serie de consideraciones sobre la optimización en el diseño y en el funcionamiento de una planta de cogeneración.

TEMA 7. EL ESTUDIO DE VIABILIDAD EN UN PROYECTO DE COGENERACIÓN.
El tema 7 está dedicado a analizar y describir las distintas fases previas a la toma de decisión sobre la ejecución o no de un proyecto, esto es, el estudio previo de viabilidad y el estudio de viabilidad.Se detalla en ambos casos, mediante distintos ejemplos, la forma de realizarlos y se describen algunos programas informáticos que son de gran utilidad para la simulación de sistemas de cogeneración. Dadas las características particulares que se presentan, se describen separadamente los estudios de viabilidad para la industria de los correspondientes a los sectores residencial y terciario.

TEMA 8. MATERIALIZACION DE UN PROYECTO DE COGENERACIÓN.
Se pretende detallar las distintas etapas que comprende el desarrollo de un proyecto, desde la ingeniería básica hasta la puesta en marcha de la instalación. Se hace un repaso al marco legal de la cogeneración y se detallan los visados, permisos y homologaciones que se precisan en este tipo de proyectos.Se describe con especial atención las interrelaciones con la compañía eléctrica, detallándose los procedimientos para regular la conexión de los cogeneradores a la red. Igualmente se describen el tipo de relaciones que hay que establecer con la compañía de gas. Por último, se analizan las distintas modalidades de financiación para este tipo de proyectos, dedicándose una atención especial a la modalidad de ahorros energéticos compartidos,a los contratos y a la financiación por terceros.

TEMA 9. INSTALACIONES DE COGENERACIÓN EXISTENTES. NUEVAS TECNOLOGIAS.
Finalmente, el tema 9, se dedica a describir las características técnicas, económicas y energéticas de algunas de las instalaciones más representativas existentes en nuestro país, tanto para el sector industrial como en el terciario. Este tema se completa con un repaso a las tecnologías de cogeneración que no están todavía en fase de maduración comercial, dedicándose una atención preferente a las pilas de combustible por el enorme interés que presentan.

PROGRAMA DE PRÁCTICAS EN LABORATORIO Y CAMPO:
Los alumnos verán con detenimiento, fuera del horario escolar si bien dentro de la asignatura, al menos dos instalaciones de cogeneración en funcionamiento, debiendo realizar un informe detallado de cada una de ellas, tras las correspondientes visitas.

SISTEMA DE EVALUACIÓN:
La evaluación del alumno se hace de forma continuada a lo largo del cuatrimestre.
No obstante, el alumno deberá realizar un examen final que consta de tres apartados diferentes (teoría
y problemas), más un Proyecto individual de un sistema de cogeneración a lo largo del curso.
La nota final se obtiene ponderando los exámenes y el trabajo, en relación 1:2.

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA:
La bibliografía básica recomendada completa se entrega al alumno al principio del curso.
De todas formas, la mínima recomendada es la siguiente:

1.- Salas, J.M., "Cogeneración. Aspectos termodinámicos, tecnológicos y económicos",
Servicio Editorial de la Universidad del País Vasco UPV/EHU. Segunda Edición, Bilbao, 1994.