Caracterización energética y desarrollo de modelos predictivos en plantas de cogeneración para la verificación de ahorros en proyectos de eficiencia energética

Abstract

En este trabajo se desarrolla una metodología para la cuantificación de los ahorros obtenidos de la implantación de medidas de mejora de la eficiencia energética en plantas industriales, con aplicación al caso concreto de una planta de cogeneración de ciclo combinado. El estudio comienza con la revisión de la operación de la planta y de las funciones principales del sistema de control, junto con una evaluación de tipo cualitativo de los cambios acontecidos en la cogeneración tras la aplicación de las mejoras. Posteriormente se procede a la selección del volumen de control del análisis, con el objetivo de minimizar y dirigir los esfuerzos hacia las áreas del sistema efectivamente afectadas por las mejoras. Para la fase de modelado se propone la aplicación de la técnica de las redes neuronales artificiales, que se utilizan para reproducir las generaciones y consumos energéticos del sistema durante el período posterior al “retrofit” bajo su configuración anterior al “retrofit”, simulando el comportamiento de la planta en el caso en que los cambios no hubieran acontecido. Una parte relevante del análisis es dedicada a la selección de las variables a utilizar como predictores en la fase de modelado, así como a la determinación de la influencia relativa de dichas variables de entrada sobre los modelos finales. Por último se calculan los ahorros económicos, como diferencia entre el beneficio de explotación real y el beneficio que la planta generaría en el caso de no haberse implantado las mejoras (“línea base” del beneficio). La aportación principal del estudio realizado reside en la demostración de la validez de una metodología basada en el modelado por redes neuronales artificiales para la cuantificación rigurosa de los ahorros procedentes de la aplicación de medidas de ahorro energético en plantas industriales. El trabajo deja vías abiertas de desarrollo, entre ellas: - La definición de los aspectos técnicos a incluir entre las cláusulas contractuales necesarias para la implementación de la metodología propuesta en los contratos de rendimiento energético estipulados entre los clientes industriales y las empresas de servicios energéticos (ESE). - La utilización de la técnica de modelado propuesta para la generación de líneas de referencia a emplearse para la detección en tiempo real de las desviaciones de la operación del sistema del comportamiento “estándar” o de referencia. - El modelado por redes neuronales artificiales de procesos industriales de elevada complejidad y la utilización de los modelos obtenidos para la optimización de la operación mediante la aplicación del algoritmo genético.