Trigeneración o Trigen es la producción simultánea de energía mecánica o electricidad, calor y refrigeración a partir de una sola fuente de calor, como un combustible fósil o la energía solar térmica.
Al igual que con la cogeneración, el calor residual que resulta de la generación de energía eléctrica se aprovecha para otro proceso, como calentar agua caliente sanitaria (ACS), lo que aumenta la eficiencia general del sistema. Pero en el caso de la trigeneración se da un paso más, lo que pretende es producir electricidad, calor y frío a partir de un único combustible (como puede ser el gas natural).
Una instalación de trigeneración intenta suministrar calefacción, refrigeración, agua caliente sanitaria (ACS) y electricidad
La calefacción y el agua caliente se almacenan en depósitos que luego se usarán para el consumo cuando exista demanda. En verano, la demanda de calor es mucho menor y ese excedente de calor, debido a la generación de energía eléctrica, se transforma en energía de refrigeración mediante una máquina de absorción.
Con esto se consigue dar un paso más en la cogeneración. Esta tecnología aprovechaba la generación de electricidad para conseguir ACS o calefacción. En verano la demanda de calor disminuye, es entonces cuando en un sistema de trigeneración se usa el excedente para generar refrigeración.
Su uso se amplia a centros que necesiten frío que se produzca con energía eléctrica, como la industria alimentaria, hoteles y hospitales.
Con la trigeneración el calor y la electricidad combinados se utilizan para producir el enfriamiento, a través de ciclos de absorción.
Cogeneración
La cogeneración es la producción y explotación de dos fuentes de energía eléctrica (o mecánica) y térmica, a partir de un sistema que utiliza el mismo combustible. Se aplica en las industrias y los edificios donde hay una demanda simultánea de electricidad y calor y, por lo general, cuando las horas anuales de funcionamiento superior a 4000 (aproximadamente 80 horas a la semana).
En climas más cálidos, la necesidad de calefacción se limita a unos cuantos meses de invierno. Hay, sin embargo, una importante necesidad de refrigeración durante los meses de verano.
Uno de los métodos para una producción más eficiente de la electricidad es la cogeneración de calor y electricidad, donde más de 4/5 de la energía del combustible se convierte en energía utilizable, lo que resulta en beneficios financieros y ambientales.
Como funciona la trigeneración de energía
La clave está, como se ha apuntado anteriormente, en la máquina de absorción.
Una máquina de absorción se utiliza cuando existe una demanda de frío por:
- Climatización.
- Conservación.
- Congelación.
- Proceso de fabricación.
Cualquiera de estas demandas de energía térmica junto con una energía residual (excedente de otro proceso) hacen que funcione la máquina de absorción.
La energía residual lo puede aportar otro proceso mediante un fluido térmico en forma de:
- Vapor.
- Agua sobrecalentada.
- Agua caliente.
- Gases calientes.
La demanda térmica a lo largo del año se hace más estable y el sistema más eficiente desde el punto de vista energético.
Pero ¿qué diferencia hay entre la producción de frío habitual y con una máquina de absorción?.
Una refrigeración por compresión, la más habitual, realiza un trabajo en el compresor para extraer calor del foco frío y cederlo al caliente, consiguiendo la refrigeración del primero. Se trata de «llevar» el calor de la zona que queremos refrigerar al exterior.
En una máquina de absorción se produce frío a partir del calor excendente (residual) de algún proceso de fabricación o cualquier otro foco que genere calor y que no se utilize.
El compresor de la refrigeración convencional sería sustituido por:
- Depósito absorbedor.
- Intercambiador de calor.
- Columna de destilación.
Unir la cogeneración y la trigeneración
Imaginemos el siguiente escenario.
Se produce energía eléctrica mediante un motor que este alimentado por gas natural. El calor de los gases de escape y del funcionamiento del motor se usa para producir ACS y refrigeración (con una máquina de absorción).
El combustible y la forma de ejecución puede ser diferente, pero resume como se integra una la cogeneración y la trigeneración.
Producir energía eléctrica en el lugar donde se va a a consumir evita las pérdidas que tendrá por transporte. Además se usará el calor que se genera al producirla y que de otra forma se perdería.