¿Qué es una caldera de biomasa?
Las calderas de biomasa son muy similares a las calderas de gas convencionales con las que usted estará familiarizado, proporcionándole calefacción y agua caliente para toda la casa, pero en lugar de usar gas (o aceite) para producir el calor, queman pellets de madera de fuentes sostenibles.
El uso de madera en lugar de combustibles fósiles ayuda a prevenir el cambio climático a largo plazo, ya que el dióxido de carbono liberado durante la combustión fue absorbido durante el crecimiento del árbol, por lo que son esencialmente neutros en carbono.
Cada año, aproximadamente 8,5 millones de toneladas de madera van a parar a vertederos en el Reino Unido; esta madera de desecho podría utilizarse en calderas de biomasa (si se convierte en pellets) o quemarse en estufas de leña. Esto no sólo proporcionaría calor y agua caliente, sino que también aliviaría la presión sobre la capacidad de los vertederos.
¿Cómo funciona una caldera de biomasa?
Una caldera de biomasa funciona de forma muy similar a las calderas convencionales, quemando combustible para producir calor que luego se utiliza para calentar agua. Las calderas de biomasa son normalmente sustancialmente más grandes que sus hermanas que queman combustibles fósiles, sin embargo, por una serie de razones. En primer lugar, dado que se trata de pellets de madera en lugar de gas, la caldera debe ser más grande para contener el mayor volumen de combustible.
Además, es posible que desee instalar una tolva de alimentación automática en su caldera de biomasa, que requerirá espacio adicional. Esta tolva almacena un gran volumen de pellets de madera que se introducen automáticamente en la caldera cuando es necesario, lo que significa que la caldera necesita reabastecerse de combustible con muy poca frecuencia.
También es una buena idea tener un almacén de los pellets de madera en su propiedad para que pueda seguir produciendo calor si por alguna razón hay un problema con su proveedor de combustible. Lo ideal es que esté cerca del lugar donde se entrega el combustible a su casa, para minimizar la distancia que tiene que recorrer para transportarlo.
Pellets de biomasa
La mayoría de las calderas residenciales de la biomasa pueden también funcionar en los registros así como las virutas de madera, así que si éstos están en la fuente abundante o si usted puede abastecerse de ellos barato o aún para libre, reducirá dramáticamente el coste de funcionamiento operacional de su caldera de la biomasa.
Cada cuatro semanas aproximadamente, la caldera de biomasa tendrá que ser vaciada de cenizas. Esto se puede poner directamente sobre un montón de abono para ayudar a fertilizar el suelo.
Las calderas de biomasa están diseñadas para funcionar durante todo el año; sin embargo, puede optar por apagarlas en verano. Pueden acoplarse a una calefacción solar o a una ducha eléctrica, proporcionándole agua caliente sólo para el lavado, durante los meses más cálidos del verano.
¿Cómo se compara la biomasa con los combustibles tradicionales?
Las calderas de biomasa se sitúan muy favorablemente en términos de costes de funcionamiento frente al gas natural, el gasóleo para calefacción y, sobre todo, la electricidad. Los números se pueden ver en la siguiente tabla.
Calderas autónomas
Una caldera de biomasa puede ser simplemente demasiado grande para su hogar, pero también hay disponibles estufas de leña independientes más pequeñas, que normalmente se utilizan para calentar una habitación quemando troncos o madera de desecho. Estas estufas de leña se pueden equipar con una caldera trasera que utiliza el calor producido cuando la leña se quema para calentar agua, que luego se puede utilizar para la calefacción de espacios en otra parte de la casa o sólo para agua caliente.
Tanto las estufas de leña independientes como las calderas de biomasa necesitarán una ventilación, diseñada específicamente para los aparatos de combustible de leña, con suficiente movimiento de aire para el funcionamiento adecuado de la estufa. Su chimenea existente puede ser equipada con un conducto de humos revestido, que es relativamente barato.
Recuerde un detector de monóxido de carbono
Es muy importante cuando se quema cualquier tipo de combustible de hidrocarburos (gas natural, carbón, biomasa) que instale un detector de monóxido de carbono en su casa. En teoría, si todo el combustible es 100% quemado se produce calor, agua y dióxido de carbono, pero en realidad no todo el combustible se quema. Esto significa que a veces se pueden emitir gases nocivos como el monóxido de carbono, que puede ser mortal. Mientras tenga un detector de monóxido de carbono en funcionamiento, podrá aprovechar al máximo todas las ventajas de una caldera de biomasa.
Beneficios
Los combustibles de biomasa se consideran un combustible renovable: el dióxido de carbono que producen cuando se queman se compensa con el dióxido de carbono que absorben mientras crecen. Los ahorros en las emisiones de dióxido de carbono son significativos: hasta 9,5 toneladas al año cuando una caldera de leña sustituye a un sistema de calefacción de combustión sólida (carbón) o a un sistema de almacenamiento eléctrico.
El ahorro de combustible es menos significativo, y si reemplaza un sistema de calefacción a gas por un sistema de combustión de leña, puede terminar pagando más por su combustible. Pero si reemplazas el combustible sólido o la calefacción eléctrica por el combustible de biomasa más barato, podrías ahorrar entre €170 y €390 al año. Típicamente, los costos de calefacción y agua caliente durante un año serán de alrededor de €1,000 en una propiedad independiente.
Si usted tiene una fuente lista de troncos en el país usted puede calentar con eficacia su hogar para libre.
Limitaciones
Los requisitos de mantenimiento de esta tecnología son cada vez mayores; por ejemplo, los pellets de madera deben cargarse con regularidad para garantizar que sigan suministrando energía. Además, los contenedores de cenizas deben vaciarse de vez en cuando.
Necesitará espacio de almacenamiento para almacenar el combustible en su casa.
Los costos de la madera a menudo dependen de la distancia de su casa a un proveedor de madera y de si usted puede comprar y almacenar madera en grandes cantidades. Si usted tiene su propio suministro de combustible de leña, esto puede reducir significativamente sus costos.
Coste
Una estufa de pellets independiente puede costar alrededor de €1.500 incluyendo la instalación; sin embargo, para una caldera de pellets alimentada automáticamente el costo es considerablemente más alto, alrededor de €6000.
Una estufa de leña costará entre €500 y €3,000 dependiendo del tamaño y estilo.
Instalación de una caldera de biomasa
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Cómo elegir una caldera de biomasa
Las calderas domésticas de biomasa se dividen generalmente en las siguientes categorías: parrilla móvil, parrilla plana, hornada y fogonera. Aquí veremos cada uno de estos sistemas para ayudarle a decidir cuál es el mejor para usted.
Calderas de Biomasa con Parrilla Móvil
El tipo de sistema más flexible, pero también el más costoso, la parrilla móvil -a veces llamada inclinada o de velocidad escalonada- requiere un espacio de combustión considerable y equipo adicional. El combustible es arrastrado dentro de la cámara de combustión usando rejillas escalonadas, que hacen que el combustible se seque rápidamente y luego se queme. Variando la velocidad de la parrilla, puede permitir una gran variedad de combustible con un contenido de humedad variable (normalmente hasta un 60%). A medida que se produce la combustión, se produce ceniza, que cae del extremo de la rejilla.
Estos se encuentran comúnmente en el norte de Europa, incluyendo el Reino Unido, debido a la amplia disponibilidad de combustibles de madera blanda húmeda.
Ventajas
Amplia gama de contenido de humedad y tamaño de partículas, por lo que se puede utilizar combustible más barato
Menos propenso a obstrucciones
Mayor eficiencia
Desventajas
Puede tener un largo tiempo de calentamiento con combustibles más húmedos
El funcionamiento con poca carga puede dar lugar a costes de mantenimiento más elevados
Mayores costos de capital
Calderas de Parrilla Plana
En estos sistemas, la cámara de combustión es más pequeña y la alimentación es por debajo o lateral. Estos sistemas son ideales para su uso con combustibles más secos con un contenido de humedad inferior al 35%. La ceniza se saca del fondo de la cámara o se retira manualmente.
Ventajas
Una cámara de combustión más pequeña y un material menos refractario significan que estos sistemas se pueden situar en un espacio más pequeño que otros sistemas.
También pueden funcionar con varios tipos de combustible, lo que permite una gran flexibilidad.
Un diseño más simple significa que será más barato que un sistema de parrillas móviles.
Desventajas
Debido a que la cámara de combustión es más pequeña, el contenido de humedad del combustible debe ser menor y, como resultado, se necesita un combustible de mayor calidad.
Calderas con quemadores de fogón
Estos sistemas son más sencillos que las parrillas planas o móviles y generalmente alrededor de 30-500kW. El combustible se introduce en la cámara de combustión.
Ventajas
El pequeño inventario de combustible significa que el cambio entre tipos de combustible es más rápido
Es ideal si hay períodos de inactividad en los que no se requiere calor, ya que utiliza muy poco combustible para mantener la ignición.
También suelen ser más baratos que los sistemas de parrillas debido a su simplicidad.
Desventajas
El combustible debe estar seco (por debajo del 35%), la partícula y el nivel de humedad deben ser consistentes debido a la zona de combustión muy pequeña.
En sistemas más pequeños, la falta de suministro de aire variable significa que no es posible el ajuste fino para diferentes tipos de combustible.
Calderas de quemado por lotes
Alimentado manualmente con una amplia gama de combustibles posibles, este sistema requiere poco esfuerzo aparte del llenado diario de la tolva. Queman su combustible en ráfagas, en lugar de ser lentos y continuos con ventiladores instalados para asegurar una combustión completa. Típicamente el sistema está por debajo de 500kW.
Ventajas
Cuando el combustible y la mano de obra están disponibles a bajo costo, esta es una opción barata y simple
También se requiere menos mantenimiento
Desventajas
Se requiere una entrada manual diaria
El combustible debe tener un contenido de humedad inferior al 25%.
Menor eficiencia que otros sistemas
Cómo dimensionar una caldera de biomasa
Desde un punto de vista técnico y económico, lo mejor es que su caldera funcione continuamente, con una capacidad del 30-100%. Generalmente, las plantas de biomasa no funcionan bien con grandes variaciones de carga. Como tal, ciertas aplicaciones van a ser más eficientes y rentables.
Las aplicaciones de proceso en las que la carga requerida es similar las 24 horas del día, los 7 días de la semana (como piscinas o plantas de fabricación), serán más rentables que las aplicaciones de calefacción en las que la carga cambia drásticamente entre el verano y el invierno, y entre la noche y el día. La demanda diaria y estacional de calor debe ser considerada para dimensionar adecuadamente un sistema.
A la hora de dimensionar un sistema, es importante tener en cuenta las variaciones de la demanda a lo largo del año y, en consecuencia, si se está utilizando el sistema para atender a la carga base, a la carga punta o, como suele ser el caso, a un equilibrio entre ambas.
Al atender únicamente a la carga base, el sistema proporcionará todo el calor necesario durante la época del año en que la demanda sea menor, y la red u otros medios proporcionarán calor durante los períodos de mayor demanda. La ventaja de esto es que la planta funciona continuamente al mismo nivel, lo que es ideal para un sistema de biomasa. Es más barato que un sistema de carga pico más grande y proporciona un menor costo por unidad de carbono ahorrada.
Atender a los picos de demanda significa garantizar que el sistema pueda hacer frente a los períodos de máxima demanda, con capacidad de reserva durante los períodos de baja demanda. La ventaja de esto es que puede proporcionar todo el calor necesario para la propiedad, maximizar el ahorro de carbono, reducir los costes unitarios de instalación, y elimina la necesidad de generación de reserva.
Normalmente se llega a un compromiso, teniendo en cuenta los costes de la capacidad adicional frente al coste de utilizar la calefacción de red durante los períodos de mayor carga. Aquellos que son elegibles para el Incentivo de Calor Renovable también deben tomar en cuenta los ingresos de esto, y los ahorros de carbono que usted necesita hacer. Es un equilibrio difícil, que será diferente para cada negocio, pero vale la pena calcular los números antes de comprar su sistema.
Opciones de integración del sistema
Hay varias maneras diferentes de integrar su sistema para ayudar a lidiar con la carga variable.
Calderas de biomasa con acumulador intermedio
Aquí es donde se utiliza un acumulador de calor para ahorrar el calor generado cuando la demanda es inferior a la capacidad, y luego se utiliza cuando la demanda es alta.
Para los cambios diarios en la demanda, el acumulador de calor puede permitir que la planta funcione a un nivel constante, ahorrando calor generado al mismo tiempo y liberándolo durante los períodos de alta demanda. Durante los cambios estacionales en la demanda, el acumulador de calor puede permitir que el sistema se encienda y se apague con menos frecuencia, lo que reduce los costos operativos.
El Carbon Trust sugiere que el amortiguador debería ser de unos 10 litros/kW de capacidad de la planta donde las cargas no caen a cero, aumentando a 20 litros/kW donde sí caen.
Calderas con reserva de combustible fósil
Aquí es donde típicamente se utiliza un sistema de petróleo o GLP como respaldo a la biomasa, ya sea para satisfacer la carga máxima, o para proporcionar calor en momentos de carga base, cuando el uso del sistema de biomasa sería poco económico o poco práctico. Este método es realmente útil cuando es esencial tener un suministro de calor ininterrumpido (por ejemplo, en un hospital). También se puede utilizar como redundancia si el sistema principal falla.
Calderas con amortiguador y reserva de combustible fósil
El uso de ambos sistemas obviamente tendrá un costo inicial más alto, pero tiene la ventaja de combinar los beneficios de ambos sistemas. Esto maximiza el calor generado por la biomasa, a la vez que proporciona un sistema de respaldo capaz de hacer frente a cualquier eventualidad al mismo tiempo.
Mantenimiento de una caldera de Biomasa
Si está considerando instalar una caldera de biomasa, probablemente sabrá que necesitará un poco más de cuidado que una caldera de gas ordinaria. Una caldera de gas necesita ser revisada por un ingeniero cada año, pero con una caldera de biomasa, necesitará darle un cuidado más regular. La mayor parte es bastante fácil, pero vale la pena considerar antes de comprometerse si está dispuesto a dedicar más tiempo y esfuerzo.
La cantidad de atención que necesita depende del modelo y del tipo de combustible que utilice. Los troncos de madera, las astillas y los pellets se queman de diferentes maneras y generan diferentes cantidades de residuos, y algunas calderas de biomasa de gama alta tienen características adicionales que significan que pueden cuidarse por sí mismas hasta cierto punto.
Para mantener su sistema funcionando eficientemente y asegurar un buen retorno de su inversión, es importante proporcionar un mantenimiento adecuado. Lo siguiente le da una idea de lo que tendrá que hacer:
- Diariamente – Una inspección visual y limpieza de cualquier componente donde sea necesario.
- Semanalmente – Compruebe el nivel de ceniza y vacíelo si es necesario. Compruebe que los motores de los engranajes no tengan fugas de aceite.
- Mensualmente – Raspe la cámara de combustión y elimine las cenizas malas. Comprueba también la rejilla.
- Cada 3 meses – Limpie el sensor de gases de combustión, limpie la sonda Lambda y compruebe la rejilla.
- Cada 6 meses – Compruebe y limpie el retorno de gases de combustión, inspeccione los accionamientos, compruebe los motores, limpie los intercambiadores de calor y limpie la cámara de combustión.
- Anualmente – Normalmente se realiza a través de un contrato de servicio con el instalador. Controles múltiples, así como limpieza de la chimenea y engrase de los rodamientos.
Limpieza de tu caldera de biomasa
Algunas calderas de biomasa necesitarán limpieza con más frecuencia que otras. La ceniza puede acumularse en la cámara de combustión, en el intercambiador de calor y en el conducto de humos/chimenea, disminuyendo el rendimiento de la caldera. Aunque el combustible de leña de buena calidad producirá menos cenizas, todavía necesitará ser limpiado de vez en cuando.
La mayoría de las calderas que no son autolimpiables necesitarán limpieza cada semana, y deben ser completamente apagadas y enfriadas de antemano. Las instrucciones del fabricante le dirán con qué frecuencia debe limpiar su caldera. Algunos modelos de gama alta incluso le avisan automáticamente cuando necesitan limpieza.
Si su caldera de biomasa es autolimpiante, la ceniza se acumulará en el cubo de la basura, por lo que sólo tendrá que vaciarla. Algunos tienen un mecanismo para comprimir la ceniza, por lo que sólo es necesario vaciarla una vez al año.
Algunas calderas de biomasa se alimentarán automáticamente. Estos sistemas necesitan ser revisados por lo menos una vez a la semana para verificar si hay acumulaciones u obstrucciones.
También debe hacer revisar su caldera de biomasa una vez al año para asegurarse de que califica para los pagos de RHI.
Monitoreo del desempeño
También es importante controlar la producción de calor de su sistema de biomasa, ya que esto puede ser una señal de alerta temprana para señalar cualquier problema. Existen dos tipos de monitorización que puede utilizar:
- Ultrasónicos – Baratos y fáciles de instalar, estos monitores son probablemente suficientes para plantas más pequeñas, pero tienen una precisión de sólo +/- 4%. Se pueden fijar a un sistema existente sin necesidad de trabajos intrusivos. El monitor funciona instalando dos sensores en la tubería de flujo para medir la temperatura, la densidad y la capacidad calorífica específica del líquido. Tienen la desventaja de reducir su precisión con el tiempo, a medida que la tubería se deteriora, pero pueden ser una buena opción rentable para algunos sistemas.
- Electromagnético – Más preciso, pero también más caro que el ultrasonido. Estos monitores deben ser ajustados profesionalmente. Son ideales si usted está entrando en un contrato basado en el calor entregado.
Monitoreo de combustible
Es importante controlar la calidad del combustible, especialmente si se utiliza biomasa sólida. Esto se puede hacer de varias maneras y depende de las necesidades y recursos disponibles.
Puede comprobar el contenido de humedad con cualquier cosa, desde una simple prueba táctil, hasta un medidor de conductividad de la madera, o una prueba de secado al horno, donde el peso se mide antes y después de extraer la humedad.
El tamaño de las partículas se puede comprobar con cualquier cosa, desde una inspección visual hasta una prueba de tamizado.
El control de la contaminación es también otra medida importante. Puede realizar una inspección visual para comprobar si hay cuerpos extraños (piedras, plástico, etc.), hacer algunas pruebas internas o enviar una muestra a un laboratorio.
Una vez más, esto depende tanto de la fuente como del tipo de combustible, al tiempo que se tienen en cuenta los medios y las necesidades del emplazamiento.
Si se cuida adecuadamente, una caldera de biomasa debería durar al menos diez años.ç
El combustible para una caldera de biomasa
¿Qué depósito de combustible y método de entrega debo utilizar para mi caldera de biomasa?
Hay cuatro tipos principales de almacenes de combustible:
- Tiendas subterráneas abajo/parcialmente
- Almacenes en superficie
- Almacenes integrados en edificios existentes
- Almacenamiento extraíble en contenedores
La elección depende de una serie de factores: coste/proveedor y flexibilidad de entrega, espacio y acceso, estética, tipo de combustible y condiciones del suelo. Los troncos de madera, por ejemplo, pueden guardarse en el exterior, siempre que estén cubiertos y permanezcan secos, mientras que las balas deben almacenarse en un entorno ventilado.
Otras consideraciones clave son: Evitar la entrada de agua en los depósitos, evitar la acumulación de agua de condensación, asegurar que el contenedor pueda soportar la presión ejercida por el combustible, tener acceso para comprobar los niveles de combustible, mantener el interior libre de suministros eléctricos, cumplir con las normas de construcción, reducir al mínimo la distancia a la caldera, garantizar la seguridad durante las entregas, disponer de medidas de seguridad para evitar el acceso ilegal o el robo y, si el método de entrega es el vertido, asegurar una descarga completa.
Hay consideraciones adicionales para cada tipo principal de combustible para permitir el flujo de combustible a la caldera. Esto debe tenerse en cuenta durante el proceso de diseño (por ejemplo, los pellets fluyen en una pendiente menor que las astillas de madera).
Sistemas de suministro para su caldera
Tener un sistema de entrega eficiente y apropiado es esencial para asegurar que su caldera funcione sin problemas. Estos son algunos de los sistemas de entrega típicos:
Cisterna con manguera flexible
Normalmente se encuentra con pellets y ocasionalmente con combustibles de viruta, y se hará en entregas de varias toneladas.
Ventajas – Alto volumen, excelente para sitios con acceso restringido que requieren alto volumen, la medición de la entrega también es posible.
Desventajas – Se requieren vehículos especializados (aunque son comunes entre los distribuidores), entrega bastante lenta con problemas potenciales de ruido, si no se instalan correctamente los pellets pueden dañarse durante la entrega causando exceso de polvo.
Entrega de combustible en sacos o a granel
Bolsas de combustible para pellets o virutas de 1m3 cada una.
- Ventajas – Bajo costo, flexible, bueno para entregas de bajo volumen
- Desventajas – Múltiples bolsas requeridas debido al bajo volumen, potencial de exposición a la humedad, generalmente más caro.
Remolque con volquete
Combustibles de pellets o virutas comúnmente usados en todo el país. Dispensado en entregas de 10-20 toneladas
- Ventajas – Alta velocidad y volumen, ampliamente disponible.
- Desventajas – Requiere buen acceso, se requiere una gran área de almacenamiento, requiere un almacén subterráneo o una rampa, las entregas parciales son difíciles, pueden causar una distribución desigual del combustible y requieren un rastrillado manual adicional.
Remolque basculante con elevador
Se utiliza a veces para combustibles de viruta. No es común ya que esto requiere un vehículo especializado.
- Ventajas – Alto volumen y se puede entregar a tiendas sobre el suelo.
- Desventajas – Muy especializado por lo que puede estar pegado con un solo proveedor, las entregas parciales difíciles, puede causar una distribución desigual de combustible que requiere más rastrillado manual.
Volquete con soplador de aire
Típicamente para combustibles de viruta, una opción común para la entrega a granel de combustibles de viruta.
- Ventajas – Flexible para espacios reducidos
- Desventajas – Requiere una descarga cuidadosa, tiempo de entrega lento, puede causar problemas de ruido, Distancia máxima de 2.5m desde la canaleta.
Tolvas de elevación de gancho
Típicamente para combustibles de viruta con un vehículo de entrega especializado requerido.
- Ventajas – Mínimo trabajo de construcción requerido, almacenamiento y entrega integrada de combustible, entregas de gran volumen.
- Desventajas – Es necesario un proveedor de combustible especializado, estéticamente menos atractivo.
Cargador frontal
Usado para fardos y astillas, esto es bastante común para los sistemas basados en granjas.
- Ventajas – Simple, ampliamente disponible, puede entregar a las tiendas sobre la tierra.
- Desventajas – Bajo volumen y bajas velocidades de entrega.
Remolque de planta andante
Una vez más, se requiere un sistema de entrega de chips con un vehículo especializado, pero se utiliza a menudo para entregas a gran escala.
- Ventajas – Alto volumen y amplia disponibilidad.
- Desventajas – Mucho espacio requerido para el vehículo de entrega.
Métodos de suministro de combustible para su caldera de biomasa
La entrega/extracción de combustible es el proceso de llevar el combustible del medio de almacenamiento a la rejilla de combustión del sistema de la caldera.
- Alimentado por lotes – Esto se utiliza sólo para plantas más pequeñas de cocción por lotes – y requiere una entrada manual diaria. Escala – Menos de 30kW.
- Sinfines – Los medios más comunes para mover virutas y pellets, pero pueden causar bloqueos si el tipo de combustible no es apropiado. La longitud debe reducirse al mínimo para evitar obstrucciones. Balanza – Más de 10kW
- Alimentación por gravedad – Sólo se utiliza para pellets, y a menudo se combina con sinfines para transportar el alimento; simplemente es un sistema de embudo y cónico que depende de la gravedad para mover el alimento. Escala – Más de 10kW.
- Alimentación neumática/vacío – Sólo disponible para pellets y sistemas más pequeños, estos deben ser diseñados cuidadosamente considerando curvas, longitud y presiones de soplado. Escala – Menos de 50kW.
- Brazos agitadores con sinfín – Utilizados predominantemente en plantas de mediana escala, esta es la forma más rentable de mover el alimento a esta escala. El agitador se encarga de que la alimentación se mueva a lo largo del sinfín, evitando bloqueos. Balanza – Más de 30kW
- Piso que camina – Este método baraja el combustible a lo largo del almacén a un taladro central. Adecuado para sistemas más grandes ya que pueden manejar más combustible que otros métodos – Más de 1MW.
- Transportador o cuchara – Utilizado para paja y astillas, para las plantas de mayor escala, estos métodos se utilizan cuando los sinfines no son apropiados (por ejemplo, partículas de gran tamaño). Escala – 3-15MW+
Tipos de almacén para combustible de biomasa
Búnker prefabricado hecho a medida – Por lo general, se llena con un ventilador con extracción de combustible mediante un sinfín recto o un tubo de vacío.
Búnker construido – Puede ser convertido en bodegas o búnkeres de almacenamiento. La extracción de combustible requerirá un piso cónico a una barrena central recta.
Silo de bolsas – Un método simple y relativamente barato que evita cualquier trabajo de construcción, este método requiere almacenamiento interno lejos de la lluvia, y probablemente un método de entrega por soplador. La extracción de combustible se realiza mediante un sinfín recto o un tubo de vacío.
Tolva de almacenamiento integrada: ideal para sistemas más pequeños en los que la tolva está conectada directamente a la caldera. Normalmente se rellenan manualmente.
Tolva de almacenamiento o pre-fabricación construida especialmente: normalmente llenada por soplador y con extracción de combustible por suelo cónico hasta el sinfín central.
Contenedor de almacenamiento – Podría ser un contenedor de transporte reacondicionado, por ejemplo, pero ofrece una solución flexible y relativamente menos costosa, especialmente para la extracción de combustible.
Estructura interna o externa especialmente construida o adaptada – Construida en una variedad de formas, generalmente utiliza un método de extracción por tornillo sinfín, con entrega por varios métodos.
Tipos de combustible para calderas de biomasa
Cuando la gente se refiere al combustible de biomasa, se refiere al material biológico derivado de plantas vivas o recientemente vivas que pueden ser utilizadas para crear calor cuando se queman en una caldera de biomasa.
El combustible de biomasa se considera renovable
Uno de los aspectos clave de los combustibles de biomasa es que se consideran sostenibles y renovables. La razón de esto es que cuando se queman en la caldera de biomasa, la liberación de dióxido de carbono sólo alcanza el mismo nivel que absorbieron como plantas/árboles mientras crecían.
Utilizando este razonamiento, se podría argumentar que el carbón y el gas también son renovables, ya que una vez fueron material biológico – sin embargo, es realmente una cuestión de escala de tiempo. El carbón puede tardar millones de años en formarse, mientras que los combustibles de biomasa pueden tardar sólo un par de años.
Formatos de combustible
Los combustibles generalmente necesitan ser procesados para ser útiles – algunos formatos típicos lo son:
- Troncos – Comúnmente se encuentran en los domésticos a comerciales ligeros con entrada diaria requerida.
- Fardos – Cocción por lotes alimentada manualmente con input diario.
- Combustible triturado – Normalmente se encuentra en sistemas automatizados y a mayor escala (sistemas de más de 50kW).
- Pellets – Típicamente encontrados con sistemas más pequeños y urbanos debido a su mayor densidad de energía.
- Recortes de madera/serrín – Por lo general, recortes de muebles y serrín.
- Cereales/granos – Típicamente sueltos con poco procesamiento. Se encuentra a menudo en nuestras granjas cercanas para facilitar el transporte.
Tipos de combustible de biomasa
Los combustibles pueden ser vistos como húmedos o secos y de alta o baja densidad. Los combustibles más húmedos tendrán un menor poder calorífico (es decir, menos energía por kilo de combustible) y serán más baratos, pero normalmente es deseable un poco de humedad, ya que algunas calderas no funcionan tan bien con combustible muy seco.
La densidad es bastante sencilla: los combustibles más densos ocuparán menos espacio, pero pueden ser más caros. El valor calorífico también es importante, ya que algunos combustibles serán densos pero producirán menos energía que un combustible menos denso con mayor contenido calorífico.
La mejor medida de la energía de un combustible es’Densidad de Energía por Volumen’ o kWh/m3. Esto permite una fácil comparación entre los tipos de combustible.
- Madera virgen – Esto incluye cualquier madera no tratada con productos químicos y acabados. Típicamente esto proviene de la silvicultura y la arboricultura, y las fuentes de escala comercial para el mercado de combustibles serán de baja calidad, tales como aserrín, corteza o salpicaduras. Utilizando madera virgen es importante conocer el origen del combustible, ya que esto podría repercutir en los permisos ambientales.
- Cultivos energéticos – Este no es un gran mercado en el Reino Unido, pero por lo general se trata de cultivos de rotación corta, y podría utilizar cualquier número de plantas, desde árboles de crecimiento rápido como el álamo hasta cultivos de azúcar y almidón (remolacha, trigo o maíz), pasando por cultivos oleaginosos como la colza y el girasol. Cualquiera que sea la fuente, el combustible normalmente viene en forma de astillas procesadas. Con estos combustibles es importante saber si la caldera es adecuada para su uso con ellos.
- Residuos agrícolas – Estos sistemas por lo general requieren la participación diaria del usuario, lo que puede ser un problema para algunos, pero para aquellos con fácil acceso a materiales de desecho como la paja de trigo o de cebada, pueden ofrecer una opción muy competitiva en precio.
- Residuos de alimentos – Típicamente húmedos y pueden provenir de casi cualquier fabricante de alimentos en forma de aceites, frutas y verduras, desechos de destilería, y desechos de carne y pescado.
- Residuos industriales – Esto puede incluir residuos de madera tratados y no tratados, como aserrín o virutas de madera seca. Para este tipo de calderas suele ser necesario el consentimiento, ya que el combustible debe cumplir la normativa medioambiental. También debe tener cuidado con el uso de materiales extremadamente secos, ya que pueden afectar negativamente a una caldera que no está diseñada para su uso con el combustible.
Tipos más populares de combustibles de biomasa
Los dos tipos más comunes de combustible de biomasa son los pellets de madera y las astillas de madera.
Pellets de madera para biomasa
Pellets de biomasaEstos pellets de madera son normalmente de unos 10 mm x 30 mm de tamaño y se fabrican a partir de productos de madera de desecho. Estos recortes compactados (de la serrería, productos manufacturados de madera y madera de desecho que se encuentran después de la tala), se comprimen en pellets junto con un agente aglutinante, a menudo harina o almidón de maíz, para evitar la rotura de pellets individuales.
Los pellets se pueden entregar en camiones cisterna (si la demanda es alta). Sin embargo, la mayoría de la gente los pide por la bolsa, que contiene entre 10 y 1000 kg.
Se trata de un combustible de biomasa de alta densidad y bajo contenido de humedad, que permite su transporte y almacenamiento de forma eficiente y fácil, con 1 tonelada de pellets ocupando sólo 1,5 metros cúbicos de espacio.
Las pelotillas tienden a ser populares para las estufas más pequeñas del sitio (a menudo referidas como hornos de leña) y las calderas de la biomasa.
Gracias a su forma y tamaño uniformes, se pueden introducir automáticamente en el sistema de calefacción a través de una tolva conectada. Esto permite que las calderas de biomasa alimentadas con pellets funcionen con un sistema de temporizador, como las calderas tradicionales, lo que garantiza que siempre se llega a una casa caliente.
Los pellets de madera suelen costar alrededor de 200 libras esterlinas por tonelada y 4,2p/kWh.
Virutas de madera
Las astillas de madera son otro tipo muy popular de combustible de biomasa utilizado en las calderas domésticas de biomasa.
La principal ventaja de las astillas de madera sobre los otros combustibles es que requieren un procesamiento mínimo. Los troncos descortezados se introducen en máquinas especializadas en astillado de madera, un procedimiento menos complejo que la fabricación de pellets, y menos manipulación manual de los troncos.
Debido a su relativamente alto contenido de humedad, no suelen ser tan eficientes en términos de transporte y almacenamiento como los pellets de madera, ya que 1 tonelada de astillas de madera ocupa un espacio de más de 2 metros cúbicos.
Se utilizan comúnmente para calderas de tamaño mediano a grande. Esto ocurre en bloques de pisos y edificios de oficinas. Estas calderas de biomasa de astillas de leña, son increíblemente eficientes. Sin embargo, a menudo encontrará que algunos fabricantes no proporcionan sistemas por debajo de 40kW.
Las astillas de madera suelen costar alrededor de 100 libras esterlinas por tonelada y 2,9 peniques/kWh (más barato que los pellets de madera de biomasa).
Troncos de madera
Los troncos de madera son obviamente el combustible de biomasa más fácilmente disponible. Después de que un árbol es cortado inicialmente, se requiere un procesamiento mínimo y son extremadamente fáciles de transportar.
Sin embargo, debido a la superficie mínima de los troncos y a su alto contenido de humedad, tienen un valor calorífico mucho menor en comparación con las astillas de madera o los pellets de madera de biomasa. El valor calorífico es simplemente la cantidad de calor disponible por volumen dado de combustible.
La entrega estándar suele contener troncos de árboles recién talados. Esto significa que después de una entrega es necesario dejarlos secar durante un largo período de tiempo antes de que puedan ser quemados eficientemente; se necesita el doble de la capacidad de almacenamiento cuando se utilizan troncos como combustible primario para la caldera de biomasa.
Por lo tanto, a pesar de que 1 tonelada de troncos de madera ocupa 2 metros cúbicos, es necesario que pueda almacenar el doble de esa cantidad, ya que está dejando que los troncos frescos se sequen. Esto hace que los troncos de madera sean el combustible de biomasa menos eficiente para almacenar.
El otro problema con el uso de troncos en su caldera de biomasa es que debido a su tamaño desigual no pueden ser alimentados en la caldera automáticamente. En su lugar, el usuario tendrá que poner los troncos en los quemadores a mano, lo que significa que son mucho más pesados de mantenimiento.
A pesar de su menor poder calorífico y el hecho de que son más difíciles de manejar, los troncos de madera tienden a ser muy populares y se utilizan en todo el Reino Unido para alimentar una variedad de estufas que calientan habitaciones individuales o calderas de biomasa que calientan tanto el hogar como el sistema de agua. La razón es que las personas que los utilizan a menudo tienen una fuente gratuita de estos registros para alimentar sus sistemas.
Si va a tener que comprar sus troncos, le recomendamos que busque la mejor oferta, ya que los precios varían drásticamente; sin embargo, le recomendamos un precio orientativo de alrededor de 150 libras esterlinas por tonelada.
Miscanthus – o pasto elefante
Esta planta de bajo mantenimiento, en términos de necesidades nutricionales, puede ser picada o peletizada y en algunos casos puede ser utilizada en sistemas típicos de calderas de leña o pellets.
Se está convirtiendo rápidamente en un importante combustible de biomasa en el Reino Unido, ya que los agricultores han comenzado a plantar grandes cultivos en tierras de baja calidad.
Le recomendamos que consulte con el fabricante de su caldera para asegurarse de que es aplicable a su sistema.
Los pellets de Miscanthus tienden a costar alrededor de €240 por tonelada.
Factores que influyen en el coste del combustible
Es importante recordar que el coste de un determinado tipo de combustible variará de una instalación a otra, por una serie de razones, entre ellas:
- Logística – Esto incluye la distancia de las materias primas, el vehículo de entrega, la frecuencia y el volumen de combustible requerido, las tasas de descarga para mover el combustible del vehículo al almacenamiento.
- Calidad – Forma del combustible, valor calorífico y calidad del combustible.
- Mercado – Fuente de combustible, tipo de contrato (es decir, por peso, energía, volumen, etc.), cantidad requerida, fluctuaciones en la demanda estacional y demanda local.
