Calor, refrigeración y electricidad: el procesamiento de productos lácteos requiere constantemente grandes cantidades de energía. Esto se debe a procesos como la pasteurización, la refrigeración de la leche cruda y los productos lácteos, el funcionamiento de los separadores o de las máquinas de homogeneización que ocurren las 24 horas en la mayoría de las empresas de procesamiento de lácteos. La fábrica de Privatmolkerei Naarmann GmbH ubicada en Neuenkirchen también está activa los siete días de la semana y produce aproximadamente 200.000 toneladas de leche cruda por año en leche UHT, crema, salsas, budines, concentrados, polvos y muchos otros productos que son destinados principalmente a consumidores a granel, al sector de la restauración, a la industria alimentaria o destinados a la exportación.

La cogeneración cubre la demanda constante de calor y electricidad
La demanda simultánea y constante de energía eléctrica y térmica durante todo el año crea condiciones óptimas para el uso de sistemas combinados de calor y energía (CHP). Es por eso que Naarmann ya ha confiado en una cogeneración de gas natural de 2G durante mucho tiempo: un patruus 400 ha estado en uso en el sitio de la empresa desde 2014. Instalado en un contenedor de línea alta insonorizado, suministra a la fábrica una producción de hasta 400 kWel y 504 kW térmicos. El calor se conduce a los consumidores o se almacena temporalmente en un tanque de compensación con una capacidad de 100 m³, para extraer el calor durante los picos de carga, a temperaturas de suministro y retorno de 95 °C y 75 °C respectivamente.

“Operar nuestro propio sistema CHP en lugar de comprar electricidad y calor por separado de proveedores externos no solo aumenta nuestra eficiencia económica, sino que también reduce las emisiones de CO2 en general”, explica Matthias Kemper, responsable de los sistemas de energía en Naarmann. Sin embargo, también informa que la demanda de energía ha aumentado con la expansión de las capacidades de producción en los últimos años. “Es por eso que queríamos aprovechar más oportunidades para aumentar la eficiencia”.

Mayor eficiencia al combinar la cogeneración con un generador de vapor
En 2018, Naarmann quería perfeccionar el principio probado de la generación combinada de calor y energía: se suponía que los nuevos sistemas proporcionarían electricidad y altos niveles de calor, además de refrigeración. Con este fin, Kemper quería combinar la tecnología de cogeneración con una máquina de refrigeración por absorción, así como la generación de vapor caliente para el procesamiento a ultra alta temperatura. Al mismo tiempo, la gerencia quería una solución con una producción eléctrica elevada, ya que la electricidad producida por la cogeneración en el sitio es mucho más barata que comprarla a un proveedor.

Los requisitos elevados con respecto a la eficiencia fueron fundamentales en la decisión de permitir una vez más que 2G suministrara CHP. „No es solo la eficiencia lo que da en el blanco, los sistemas también nos convencieron con su enorme producción eléctrica“, Kemper, quien se hizo cargo del proyecto, explica la decisión. “Obviamente, también hubo factores blandos como un buen Servicio Post-Venta a favor de 2G”, agrega el gerente de energía mientras recuerda: “El equipo de ingeniería de 2G permanece disponible incluso después de la puesta en marcha y con la cogeneración más antigua, por ejemplo. , esto nos permitió optimizar la extracción de calor incluso después de que la puesta en marcha se realizó con éxito.“

Los nuevos sistemas combinados de calor y energía ofrecen una salida eléctrica de un megavatio
Esta vez, los proyectistas eligieron los modelos CHP agenitor 408“ y avus 500plus, que luego también se instalaron en contenedores con aislamiento acústico; funcionan sin problemas desde hace aproximadamente un año. El aislamiento acústico reduce los niveles de ruido durante el funcionamiento a unos 45 dB(A) a diez metros, lo que era de particular importancia para Naarmann, debido a la proximidad de la instalación a los edificios residenciales vecinos. El agenitor 408 proporciona alrededor de 360 ​​kWel y convierte aproximadamente el 42,5% de la energía primaria contenida en el combustible en electricidad. También produce hasta 381 kW de energía térmica. El segundo CHP nuevo, un avus 500plus, tiene una eficiencia eléctrica similar, pero ofrece aún más potencia, en este caso hasta 550 kWel y 578 kW térmicos.

El calor generado por ambos motores se extrae a temperaturas cercanas a los 84 °C y se pone a disposición de la máquina frigorífica de absorción, mientras que el calor extraído del sistema de escape puede alcanzar los 420 °C y se pone a disposición del generador de vapor de forma separada, tercer contenedor insonorizado.

La tecnología de refrigeración genera ahorros
En el interior de un depósito de retorno, las capacidades frigoríficas proporcionadas por la máquina frigorífica de absorción se utilizan para empezar a enfriar el agente refrigerante, en este caso agua helada. Esto alivia la tensión en la tecnología de refrigeración convencional. „Esto ahorra tanta energía que alivia la tensión en nuestro sistema de refrigeración, que también es nuevo“, explica el gerente de energía.

A diferencia del patruus CHP, los dos nuevos sistemas están orientados a la producción de electricidad. El objetivo: minimizar la cantidad de electricidad comprada a proveedores externos. Este fue uno de los argumentos a favor de adquirir dos CHP con una producción eléctrica combinada de aproximadamente un megavatio. Ahora, las capacidades de producción de electricidad son tan grandes que las compras de electricidad notables solo son necesarias durante los picos de demanda o cuando el CHP está siendo reparado. Otra ventaja de la autosuficiencia es que los proveedores y operadores de red tienen que reservar menos capacidad, lo que tiene un efecto positivo en las tarifas. En combinación con un sistema planificado de gestión de carga máxima que utiliza el sistema de almacenamiento de hielo recién instalado como amortiguador y, por lo tanto, evita picos en el consumo de electricidad por la tecnología de refrigeración, se puede ahorrar mucho dinero.

El modo de control de alimentación cero reduce la factura del proveedor
Con el espíritu de maximizar la eficiencia, los nuevos CHP prácticamente funcionan sin pausa, pero no siempre en la carga máxima. La cantidad de energía disponible está dictada por el control de alimentación cero. Regula ambas máquinas para que sigan la curva de demanda eléctrica lo más fielmente posible. Este método de control también asegura una distribución equitativa de la carga. Esto significa que las horas de funcionamiento y el desgaste se distribuyen uniformemente entre las unidades de potencia. Gracias a una función de acceso remoto para usuarios autorizados a través de Internet integrada en el sistema de control, el estado de las unidades de potencia puede ser monitoreado remotamente por el operador, un gestor de energía en este caso, y los técnicos de 2G.

La autoproducción cubre el 92% de las necesidades eléctricas
Ha pasado un año desde la puesta en marcha de los dos nuevos sistemas combinados de calor y electricidad y el concepto de Kemper ya ha sido validado. El modo de control de alimentación cero funciona con extrema precisión: se utiliza el 97,6% de las capacidades de energía de producción propia, a pesar de los trabajos de mantenimiento ocasionales. Además, el grado de autosuficiencia aumentó enormemente. Con los nuevos sistemas que fueron financiados con subvenciones del Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural, Naarmann ahora puede cubrir el 92% de su propia demanda de electricidad. “Y también es bueno para el medio ambiente”, dice Kemper. “Gracias a la nueva cogeneración, la integración del generador de vapor en la línea del calor extraído y el sistema de refrigeración más eficiente, se evitan la emisión de unas 3.600 toneladas de CO2 al año”.