Proyecto TRIBAR microtrigeneración con biomasa y energía solar

• Lugar: Gévora
• Fecha Noviembre 2018

Un consorcio formado por cinco empresas extremeñas ha puesto en marcha una planta piloto de microtrigeneración, modular y transportable, a partir de biomasa y energía solar de concentración. Unos de los objetivos del proyecto TRIBAR es acercar esta tecnología a pequeñas y medianas empresas del sector agroalimentario de España y Europa.

José Antonio Pérez Díaz, ingeniero industrial y gerente de Auscultia, y Antonio Manuel Reyes, profesor de Proyectos en la Escuela de Industriales de Badajoz, nos han explicado los detalles y futuro de la planta. La planta está ubicada en Gévora en las instalaciones de Marle, socio de Tribar. La empresa suministra el espacio y la biomasa y aprovecha la energía eléctrica, el calor y el frío generados.

Valorizar residuos biomásicos.

Una de las claves del proyecto Tribar, además del carácter modular y transportable de la instalación, es que permite valorizar biomasas residuales sin otro aprovechamiento para obtener energía de bajo coste. La planta utiliza de momento astilla forestal P30-P16, pero se está valorando añadir poda de frutales, un recurso muy abundante en la zona.

De hecho, la caldera suministrada por Innergy admite cualquier residuo agroalimentario procedente de bodegas, almazaras, etc -no solo astilla forestal como en este caso. Antonio Manuel Reyes recuerda que en Extremadura abundan las empresas agroalimentarias que generan residuos valorizables en forma de energía, actuación que de paso resolvería el problema de su eliminación.

Micro, modular y transportable

La planta cuenta con dos elementos productores de energía: una caldera de biomasa de aceite térmico de 400 kWt, diseñada y fabricada por Innergy y un campo solar tipo Fresnel con 18 captadores de la empresa Rioglass. Para la producción de electricidad se ha instalado un minimódulo ORC con una turbina capaz de generar 56 kWe. Además, una máquina de absorción puede generar 35 kW de frío. Además, una máquina de absorción puede generar 35kW de frio.

La instalación cuenta con una torre de refrigeración diseñada y construida en la propia planta; también es modular para poder transportarla.

La planta está gobernada por un SCADA diseñado específicamente, que permite acceder en remoto a todos los datos de funcionamiento en cualquier momento y actuar sobre la instalación si es necesario.

Además, permite obtener un histórico de la energía producida y consumida en sus diferentes modalidades. "Esta información es fundamental para demostrar que el sistema es rentable económicamente para la empresa", explica Antonio Manuel Reyes.

La planta se ha diseñado por módulos, de manera que una vez desmontada encaja perfectamente en contenedores marítimos de 20 pies, quedando lista para su transporte. Los colectores solares se han dispuesto sobre la cubierta de los módulos, aunque en otras instalaciones podrían situarse sobre edificios existentes, por ejemplo.

Hibridación biomasa-solar

La caldera calienta aceite térmico a partir de la combustión de astilla forestal en la planta de Marle.

El aceite térmico caliente es conducido a un depósito pulmón donde entra en contacto con el circuito de agua sobrecalentada que aportan los colectores solares a través de un intercambiador de placas.

Este depósito de 1.500 litros de capacidad es el "centro de hibridación" de la planta. En su interior el aceite se mantiene a una temperatura que oscila entre 150 y 180 ºC, que es la de trabajo de la turbina del módulo ORC.

Una de las dificultades técnicas del sistema es acoplar el régimen de funcionamiento de la caldera -gobernado por el caudal de astilla que entra- y del campo Fresnel al de la turbina para que la temperatura del aceite permanezca en los límites de trabajo.

Hidráulica de la planta

Todo el movimiento de fluidos dentro de la instalación está orientado a aprovechar de la manera más eficiente la energía que contienen. El módulo ORC cuenta con dos intercambiadores de calor. En el primero, el fluido de trabajo de la turbina se calienta hasta una temperatura de 150-180 ºC por contacto con el aceite térmico que llega del depósito de hibridación.

Este fluido, una vez abandona la turbina, disipa su energía cediendo calor en un segundo intercambiador a un volumen de agua que se enfría en la torre de refrigeración hasta una temperatura de 20-30"C. De esta manera regresa para refrigerar la turbina.

Por otra parte, un depósito de agua caliente a 40-45 ºC suministra la energía para el ACS y la calefacción a las oficinas y talleres de Marle.

La máquina de absorción funciona con bromuro de litio como fluido refrigerante y agua a temperatura de 80-90ºC, conseguida por intercambio con el aceite térmico del depósito de hibridación.

El equipo suministra agua fría a 7ºC a los fan coils del aire acondicionado en las instalaciones de Marle tras lo cual retorna a 12ºC.

En el ámbito de la agroindustria esta tecnología puede ser de gran utilidad; por ejemplo, en bodegas para controlar la fermentación del vino.

Tres ventajas de TRIBAR

1.- Permite reducir la potencia contratada y el consumo eléctrico de la industria agroalimentaria. La actividad agroalimentaria se organiza en campañas ligadas a las épocas de recolección de sus materias primas, momentos en los que la necesidad de energía para procesarlas aumenta de forma notable. Esto obliga a las empresas a contratar una potencia muy elevada, innecesaria durante el resto del año, con el consiguiente gasto económico. La planta de Tribar permite reducir la potencia a contratar gracias a las tres energías que proporciona. Incluso facilita la sustitución del consumo eléctrico que las industrias invierten para generar calor o frío directamente por energía térmica. durante los meses de campaña, además, las industrias pueden reducir el consumo global de energía.

2.- Posibilita un uso compartido de la planta. La planta se ha diseñado con una estructura modular que puede desmontarse y trasladarse con facilidad en contenedores marítimos.

Una de las aplicaciones de Tribar, asegurá Antonio Manuel Reyes, es aprovechar la planta de forma compartida. Esta se puede trasladar, incluso a otras latitudes donde las campañas de la industria agroalimentaria se desarrollan en diferentes meses del año.

Esta concepción en módulos fácilmente interconectables permite adaptar el tamaño y potencia de las unidades de generación de energía -caldera de biomasa, módulo ORC, turbina, máquina de absorción y captadores solares tipo Fresnel- a las necesidades de la industria.

3.- Permite escalar las unidades de generación energética.

En la actualidad, los técnicos del proyecto trabajan en definir las dimensiones que cada unidad de generación debe tener para garantizar la sostenibilidad económica del conjunto. "Estamos viendo en qué regímenes de trabajo resulta rentable la planta: por ejemplo, dimensiones de caldera, campo solar, turbina, máquina de absorción, etc", explica Antonio Manuel Reyes.

La instalación piloto se ha concebido como planta eléctrica donde el calor es una energía residual, pero, explica el profesor Reyes, podría configurarse de otra manera en función de las necesidades de la industria receptora.

Tribar en Extremadura

El potencial es grande, con comarcas como las Vegas del Guadiana, donde abundan los cultivos e industrias de transformación del tomate, el arroz y las frutas de hueso, o Tierra de Barros, con bodegas, almazaras,viñedos, olivos, almendros y frutales.

El profesor Reyes reflexiona sobre el posible modelo de explotación, En su opinión, las cooperativas de segundo grado podrían gestionar instalaciones de este tipo para beneficio de sus miembros, cooperativas de primer grado.

En noviembre de 2019 la instalación cumplirá un año entregando energía a las instalaciones de Marle. "Entonces será momento de obtener conclusiones más precisas sobre su funcionamiento y rentabilidad, concluye José Antonio Pérez, ingeniero industrial y gerente de Auscultia, otro de los miembros del consorcio empresarial detrás de Tribar.