Caldera de vapor eléctrica por electrodos industriales

The caldera de vapor eléctrica por electrodos es una caldera eléctrica en la que el agua que se va a calentar se utiliza como resistencia eléctrica. Es una forma fiable de convertir la energía en calor, capaz de utilizar directamente tensiones de hasta unos 24kV sin transformadores reductores y de alcanzar velocidades de rampa muy elevadas. Esta tecnología existe desde hace algunos años, pero ha despertado un renovado interés como medio para ayudar a mantener la estabilidad de las redes con un alto porcentaje de energías renovables, y como opción rentable de generación de calor.

La caldera de electrodos fue muy popular en los años 60, especialmente en países de Europa con importantes recursos hidroeléctricos. Antes de que se conectaran las redes eléctricas en el continente, estas calderas permitían aprovechar el exceso de energía barata producida por las centrales hidroeléctricas durante los períodos de sobreproducción y utilizarla para producir agua caliente o vapor. Sin embargo, perdieron popularidad en la década de 1980, con la mejora de las conexiones de red entre países y el aumento de los precios de la electricidad.

Nuevos mercados para la caldera de vapor eléctrica por electrodos

Años más tarde, en 2010, surge un nuevo mercado para la caldera de vapor eléctrica por electrodos con la regulación de las redes que hacen frente a una cuota creciente de generación eólica intermitente. Las primeras demandas provienen de las instalaciones de cogeneración debido a las exigencias por instalar almacenamiento térmico para ayudar a evitar posibles inestabilidades de la red derivadas de una capacidad eólica considerable en la red.

Es entonces cuando la caldera de vapor eléctrica por electrodos se utiliza principalmente para la regulación primaria de la red. En esta aplicación, toda la capacidad de la caldera se ofrece para la regulación negativa de la red lo que se traduce en que cuando hay demasiada energía en la red, la caldera se regula automáticamente, alcanzando su capacidad térmica total en 30 segundos, ayudando a estabilizar la frecuencia de la red. La caldera de electrodos, con un mínimo de tuberías y sin superficies de calentamiento, es especialmente adecuada para este tipo de regulación rápida.

También se ha desarrollado un mercado para la caldera de electrodos en aplicaciones de regulación secundaria negativa para absorber energía de la red, pero en plazos más largos.

Otro mercado es el de las centrales de cogeneración que se enfrentan a una situación en la que la entrega de calor a la calefacción urbana da mejores ingresos que la venta de energía. Se puede utilizar la caldera de electrodos para convertir su energía en calor en lugar de suministrar energía barata a la red.

La caldera de electrodos también puede utilizarse para la regulación de la carga interna en plantas de cogeneración de varias unidades cuando se arranca o se para una unidad, lo que permite mantener la carga de los motores de pistón o las turbinas de gas a un nivel óptimo.

En los sistemas de caldera, a menudo no se aprovechan como es debido los sistemas de retorno de condensado. Descubre nuestros consejos para optimizar los sistemas de retorno de condensado en la caldera. 

Además, algunos usuarios consideran que una caldera de vapor eléctrica por electrodos puede constituir una parte valiosa del plan de reserva en caso de que falle el suministro de gas u otras partes de la infraestructura. En esas circunstancias, la caldera de electrodos puede suministrar calefacción urbana o vapor a clientes críticos. Estas calderas pueden alcanzar la plena carga a partir de condiciones de frío en 5-10 minutos, lo que resulta ventajoso para una caldera de reserva.

¿Cómo funciona una caldera de vapor eléctrica por electrodos?

En caldera de vapor eléctrica por electrodos, la corriente alterna fluye en el agua entre tres o más electrodos. La resistencia eléctrica del agua genera directamente el calor que puede utilizarse para proporcionar agua caliente a un sistema de calefacción o para producir vapor en procesos industriales.

Principios y ventajas de la caldera de vapor eléctrica por electrodos

The caldera de vapor eléctrica por electrodos consta de un contenedor exterior y otro interior. Los electrodos están suspendidos dentro del contenedor interior, que está aislado eléctricamente de la carcasa exterior. El agua y el recipiente interior forman un punto cero aislado en la conexión en estrella entre los electrodos.

Una bomba de circulación lleva el agua al contenedor de los electrodos. La potencia de la caldera es proporcional al nivel de agua en los electrodos.

Una caldera tradicional necesita una cámara de combustión y una sección de tubos para transferir el calor de la llama al agua. Esto da lugar a una construcción grande, pesada y costosa. En la caldera de electrodos el calor se genera directamente en el volumen de agua compacto entre los electrodos.

La caldera de electrodos utiliza una tensión media, de 6-24 kV y no necesita un transformador de baja tensión, por lo que se evitan los costes asociados al transformador, el cableado y la aparamenta.

Actualmente se utiliza un sistema de electrodos altamente fiable en comparación con los anteriores que sufrían un desgaste excesivo por los altos flujos de corriente lo que provocaba que se tenían que sustituir con frecuencia.

En respuesta al crecimiento de las energías renovables, que se han convertido en una parte importante de la producción de energía, la caldera de vapor eléctrica por electrodos ha sido objeto de un desarrollo continuo y se ha mejorado el sistema de control de la caldera y reducido los tiempos de respuesta para que la caldera pueda realizar la exigente tarea de regulación primaria.

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