Pellets para generar electricidad

Estufa Pellets Leroy Merlin

Para aquellos que no conozcan la tecnología de calefacción por medio de pellets la mejor analogía es compararla con las clásicas chimeneas. En las mismas se quema madera o carbón y el calor se distribuye en la estancia por medio de radiación. Como subproductos no deseados tenemos el hollín, que hay que limpiar y recoger, y el humo que se extrae fuera de la vivienda a través de conductos que finalizan en la azotea.

Este sistema de calefacción, que perdura desde hace milenios, no es eficiente. En primer lugar, al emplear la radiación para transmitir el calor, genera un espacio confortable en las inmediaciones del fuego pero en los lugares apartados del mismo - habitaciones, baños - apenas llega. En segundo lugar el hollín y sobretodo el humo aumentan considerablemente las emisiones de CO2, con el peligro de intoxicación de los habitantes de la casa si el conducto de extracción de humos se obtura, las molestias respiratorias y oculares derivadas de los gases y el aumento de la contaminación de la zona. Si una ciudad entera se calentara por medio de chimeneas convencionales el aire sería irrespirable.

Como evolución de las chimeneas surgieron las estufas de pellets que resuelven gran parte de los problemas que hemos visto antes. Se trata de aparatos que queman pellets, pequeños cilindros compuestos por desechos de la madera (virutas, serrín, restos de podas) que se compactan y secan. El secado es muy importante porque la humedad de la madera es causante en gran parte del humo generado por la combustión.

Pellets

Los pellets se queman en una cámara a medida que se necesitan, según la temperatura deseada, para lo cual necesitan un aporte de aire exterior. El aire calentado se distribuye por la habitación de dos maneras: por la clásica radiación, a través de una ventana cubierta por un vidrio desde la cual podemos observar la llama y por medio de aire forzado. En las estufas de pellets existe siempre un sistema de ventilación que extrae el aire caliente aumentando la superficie de la casa que disfruta del calor emitido. Como subproductos tenemos CO2 y humo, aunque en cantidades muy pequeñas, que se extraen al exterior al igual que en las chimeneas antiguas además de hollín, que se almacena en un cajón interno y que debe ser vaciado de vez en cuando. A diferencia de las chimeneas clásicas, el hollín no ensucia toda la casa con un fino polvo muy molesto, sino que se concentra en un único punto de fácil limpiado.

El sistema emite CO2, pero dado que los pellets son subproductos de la madera, se considera que el CO2 absorbido por el árbol en vida compensa el CO2 emitido durante su combustión.

Así que tenemos que una estufa de pellets moderna debe constar de :

Una toma de aire exterior
Un conducto para extraer los humos de la combustión
Una cámara - actualmente ya la mayoría son herméticas - donde se quemen los pellets
Un ventilador que distribuya el calor
Un sistema para ir alimentando de pellets la cámara de combustión así como de un cierto almacenaje para no tener que ir constantemente reponiendo el combustible.
Un termostato que nos permita regular la temperatura quemando más o menos cantidad de pellets.

Una estufa de pellets puede caldear una vivienda de unos 70 metros cuadrados y gasta de media, para unas 7 ú 8 horas de funcionamientos diario, alrededor de 15 Kg de pellets cada 3 días.

El precio de los pellets varía según la cantidad que adquiramos. Se considera que para pasar un largo invierno de 200 días - en España los inviernos apenas alcanzan, según latitud, los 100 días - necesitamos alrededor de 1 tonelada de pellets cuyo precio, con transporte incluido, en Leroy Merlín asciende a 349 euros (ver aquí). Evidentemente almacenar 1 tonelada de pellets en un piso es imposible, así que lo normal es comprar 3 ó 4 sacos de 15 Kg con los que tenemos para entre 9 y 12 días (dependiendo de la temperatura que queramos tener y el tamaño de la casa, claro). El precio de una estufa depende de muchos factores, pero de media cuestan alrededor de 500 euros.

Como seguramente habéis razonado, el sistema del ventilador incluido en la estufa, es eficiente hasta cierto punto en entornos diáfanos (sin apenas tabiques o con las puertas de las habitaciones abiertas de par en par). Otra cosa sucede en entornos reales donde hay tabiques y las puertas, al menos la del baño, están cerradas. Puedes tener una estufa de pellets en el salón pero en el baño te puedes pelar de frío.

Para mejorar el sistema de distribución de calor por toda la vivienda hay dos sistemas que se acoplan a la estufa de pellets. El primero simplemente canaliza el aire caliente a través de conductos para llevarlo a las habitaciones, de forma parecida a los sistemas de aire acondicionado convencional. El segundo método calienta agua para acoplarla a un sistema de radiadores, igual que se hace con la instalación de agua caliente por gas o gasoil.

De igual manera existen estufas - más propiamente calderas - de pellets que no solo suministran calefacción a la vivienda, sino que además pueden alimentarla de agua caliente. Para ello suelen disponer de tanques adicionales donde se almacena el agua caliente igual que se si tratara de un termo eléctrico. De esta manera, con un único sistema, podemos tener calefacción y también agua caliente.

Para rizar el rizo, es incluso posible contar con estufas de pellets que son además cocinas. Dichas cocinas no se diferencian en nada de las convencionales - cuentan con vitrocerámica alimentada por el calor de combustión de los pellets, e incluso con horno - y además dan calor a la estancia.

Cocina pellets Palazzetti

Como vemos, con pellets ya podríamos tener calor, agua caliente y hasta cocinar los alimentos. Nos faltaría que pudieran generar electricidad para dar un servicio energético completo a nuestro hogar. Pues bien, tal cosa existe.

Hidroestufa (estufa de pellets conectable a los radiadores de agua) de Bauhaus

Generación eléctrica por medio de pellets

Para generar electricidad hay varios métodos. Los directos son aquellos que transforma una energía directamente en energía eléctrica. Sería el caso de las placa solares fotovoltaicas, como el ejemplo más práctico e importante.

Los indirectos emplean algún tipo de fuerza mecánica o calorífica para generar electricidad. El salto de agua de un embalse cae en los álabes de una turbina que está acoplada a un sistema de devanados de cobre e imanes, generando electricidad. El mismo sistema se emplea en los generadores eólico, sustituyendo la turbina y el agua por unas palas y el aire que las impulsan.

En otro casos para mover un sistema generador se emplea vapor de agua, el cual se impulsa hacia una turbina. Es el modelo que emplean las plantas de generación eléctrica de gas, carbón o petróleo con el cual se calienta el agua para conseguir el "aire artificial" (vapor) con el mover los álabes. Aunque parezca extraño, este el sistema que emplean las centrales nucleares las cuales simplemente calientan agua caliente empleando la fisión del átomo como combustible (explicado de forma muy básica, claro está).

Todos los sistema anteriores, excepto las placas solares, emplean motores como generadores y esto implica que la eficiencia ronda entre el 30 y 40%. Es decir, que de la energía mecánica recibida solo se transforma en electricidad un porcentaje no muy elevado. El resto se disipada en forma de calor, rozamientos etc.

Existe un sistema motor que sin embargo alcanza valores de eficiencia muy superiores. Es el motor Stirling. Inventado en 1816 como competidor de los motores de vapor convencionales, ha sufrido a lo largo de sus 200 años largos de historia periodos de olvido y de relanzamiento. Su eficiencia es muy alta pero la potencia obtenible es baja pero a pesar de ello cuenta con una gran ventaja : se le puede hacer funcionar con una fuente de calor externa. Si observáis el siguiente vídeo veréis que se activa con la llama de una vela. Basta con pensar que en lugar de vela se puede emplear el calor que desprende la cámara de combustión de la estufa de pellets y el volante de inercia podría tener acoplado un sistema de imanes y devanados de cobre para generar electricidad.

Este concepto lo ha aplicado la empresa austriaca ÖkoFEN. Básicamente comercializa un sistema de caldera de biomasa por pellets a la que ha acoplado un motor Stirling capaz de generar 230 V / 50 Hz, con una potencia eléctrica de 1Kw.

El motor se mueve, generando electricidad, con el calor de la caldera. Un kilowatio de potencia no es gran cosa - un piso medio suele tener contratados entre 2 y 4 Kw - pero suficiente para ser empleado como soporte de otros sistemas alternativos de generación eléctrica independiente.

Por ejemplo, nuestra casa individual aislada cuenta con paneles solares y este tipo de caldera. En lo días menos soleados la caldera suple los picos de energía que no pueden suministrar los primeros. Esto generalmente se conseguía con otros sistemas de soporte, generalmente pequeños generadores eólicos, que sin embargo no son prácticos en entornos de alta densidad poblacional. El viento no siempre sopla y además es ruidosa, pudiendo ocasionar quejas de los vecinos.

Así una vivienda individual, con una instalación de unos 30 paneles - o menos, en caso de hallarse en una zona con alta radiación solar - y una caldera de pellets con generación eléctrica se podría ser totalmente independiente en términos energéticos. Este es probablemente el futuro más lógico y sostenible. Si pensamos en las enormes cantidades de biomasa que almacenan nuestros bosques en forma de ramas rotas que podrían ser explotadas generando empleo y evitando incendios, en comparación con otras tecnologías que debemos adquirir a China como los paneles fotovoltaicos, la apuesta es clara.