Optimización de un ciclo orgánico de Rankine (ORC) usando recursos geotermales de baja entalpía

Abstract

El incremento en la demanda de energía eléctrica, el alto costo de algunas de las materias primas usadas para la generación de ésta y a su vez el aumento de emisiones de CO2 en la atmósfera debido a la generación de energía eléctrica a partir de combustibles fósiles han obligado tanto a entes políticos como industriales a desarrollar e implementar nuevas políticas y técnicas orientadas a la generación de energía eléctrica amigable con el medio ambiente, sostenible y de bajo costo. Es por ello que la recuperación del calor residual en fuentes geotérmicas de baja entalpía mediante ciclos orgánicos de Rankine se perfila como una de las tecnologías más promisorias tanto en el aspecto económico como en el ambiental. El aprovechamiento de recursos geotermales de baja entalpía para la generación de energía eléctrica con un costo (US$/kWh) de generación competitivo en el mercado, conlleva al estudio y análisis detallado de diferentes factores como son: las condiciones termodinámicas del ciclo de potencia, la adecuada selección del fluido de trabajo dentro del ciclo, el lugar de instalación y la temperatura del recurso geotermal. Estos factores inciden en la eficiencia global del ciclo termodinámico al igual que en la factibilidad económica del sistema de generación de energía. En este trabajo se aborda la optimización de las condiciones operacionales para la generación de energía eléctrica a partir de fuentes geotermales asociadas a la coproducción de agua en operaciones del petróleo & gas, obteniendo un valor óptimo de la energía producida de 0,126 US$/kWh el cual está dentro de un precio competitivo en el mercado eléctrico nacional.