Integración en cascada de la energía geotérmica para la generación de electricidad, calor y frio

Abstract

Energy demand increases with growing technological needs of human beings. Inevitably stop using energy, energy is generally inconveniently mostly comes from non-renewable (fossil fuel) resources. Being this type of fuel the main cause of climate changes. Additionally, global warming is attributable to human activity and inefficient processes of transformation of energy, primarily by the emission of greenhouse gases. The low energy efficiency in conventional processes of transformation of the energy consumption increases and therefore the same prices and emissions of harmful gases. Energy production based on renewable energy is still in stage of maturation, geothermal energy being one of the most used. In this paper, an analysis and configuration process that optimizes the use of geothermal energy with a cascade implementation is shown. A multi- cascade system with which you can generate electricity from an ORC (Organic Rankine Cycle), cold is presented through an absorption chiller and heat for a set of greenhouses and applications DHW (Domestic Hot Water) in a housing . Besides the energy and exergy analysis of the system using medium enthalpy geothermal energy (150 ° C) is performed as a primary resource. Finally, an economic study is presented and the amount of energy that can be obtained in the form of useful electricity and cold heat, from said geothermal resource is quantified.

La demanda energética aumenta a medida que crecen las necesidades tecnológicas de los seres humanos. Es inevitable dejar de consumir energía, inconvenientemente esta energía generalmente en su mayor parte proviene de un recurso no renovable (combustible fósil). Siendo este tipo de combustibles la principal causa del cambio climático. Adicionalmente, el calentamiento global es atribuible a la actividad humana y a los procesos ineficientes de transformación de la energía, principalmente por la emisión de gases de efecto invernadero. La baja e ciencia energética en los procesos convencionales de transformación de la energía, incrementa el consumo de la misma y por consiguiente los precios y las emisiones a la atmósfera de gases nocivos. La producción de energía en base a energías renovables aún se encuentra en etapa de maduración, siendo la energía geotérmica una de las más utilizadas. En este trabajo, se muestra un análisis y configuración de un proceso que optimiza el uso de la energía geotérmica con una implementación en cascada. Se presenta un sistema multiproducto en cascada con el que se puede generar electricidad a partir de un ORC (Ciclo Rankine Orgánico), frio mediante una máquina de absorción y calor para un conjunto de invernaderos y para aplicaciones de ACS (Agua Caliente Sanitaria) en un conjunto de viviendas. Además, se realiza el análisis energético y exergético del sistema utilizando energía geotérmica de media entalpia (150 °C) como recurso primario. Finalmente, se presenta un estudio económico y se cuantifica la cantidad de energía que se puede obtener en forma de calor útil, electricidad y frio, a partir de dicho recurso geotérmico.