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1 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico. 2 Introducción Revisión de termodinámica La exergía Determinación de exergía Balances y Álgebra lineal El coste.

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1 1 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico

2 2 Introducción Revisión de termodinámica La exergía Determinación de exergía Balances y Álgebra lineal El coste exergético Análisis termoeconómico Optimización termoeconómica Integración energética

3 3 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico TERMODINÁMICA: Energía utilizable Análisis Evaluación Rendimientos ANÁLISIS EXERGÉTICO Análisis Evaluación Optimización Otros costes (Capital, O. & M.,…) TERMOECONOMÍA Coste unitario (Coste por unidad de exergía) ECONOMÍA: Coste termoeconómico Coste exergético Coste de productos Exergía Recurso Coste de recursos (Variable) (Fijos) ENFOQUE ECONÓMICO

4 4 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Flujo de coste fijo Flujo de coste de inversión Flujo de coste de operación y mantenimiento Coste de mantenimiento: Coste de operación: 2 % a 10 % de IT Basado en el coste de personal Ejemplo. Pequeña central eléctrica: Para un factor de utilización del 100 %: 365 d/a x 24 h/d = 8760 h/a

5 5 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico

6 6 Coste anualizado de la inversión total: Factor de recuperación del capital: i:coste del capital (en por-uno) n:vida prevista (en años)

7 7 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Coste anual de operación y mantenimiento: Definición: Coste fijo anual total: Coste fijo anual del equipo j: Flujo de coste fijo del equipo j: t AUE = tiempo anual de operación equivalente (s/a)

8 8 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Serie uniforme de n pagos anuales A equivalente económicamente a la inversión inicial P, con el coste de capital i : (1) (2) (2) - (1)

9 9 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Anualidad perpetua Actualización nula

10 10 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Exponente CAE 1987 = Coste Base · (Unidad)^ ISBN-10: XXX

11 11 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Índice hoy CAE hoy = · CAE 1987 Índice 1987 M&S 1987 =813,6 M&S 2008 =1412,8 CEPCI 1987 =323,8 CEPCI 2008 =583,7 1,3$/ (2008)

12 12 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico CEI hoy = CAE hoy ·BMF ISBN-10:

13 13 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico IT Instalación ExistenteInstalación Nueva IT/CEI 1,17 IT 3,5·CAE IT 4,5·CAE IT/CEI 1,5

14 14 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Coste de adquisición de los equipos = CAE Coste de instalación = 2· CAE Coste directo de instalación Materiales (+0,7·CAE) Mano de obra (+0,5·CAE) Coste indirecto de instalación (+0,8·CAE) Transporte y seguros (+0,3·CAE) Ingeniería y supervisión (+0,4·CAE) Gastos generales de instalación (+0,1·CAE) 1,2·CAE 0,8·CAE 3·CAE Coste de equipos instalados (CEI)

15 15 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Imprevistos(+0,3·CAE) Puesta en marcha(+0,1·CAE) Cargas financieras(+0,1·CAE) 3,5·CAE Otros costes Emplazamiento (+0,2·CAE) Instalaciones de servicios y suministros (+0,65·CAE) Construcciones auxiliares (+0,15·CAE) Inversión total Planta existente Inversión total Planta nueva ¿Nueva? 4,5·CAE Sí No IT existente 3,5·CAE IT nueva 4,5·CAE

16 16 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico indirecto directo Otros IT 3,5·CAE Coste instalación

17 17 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico indirecto directo Otros IT 4,5·CAE Coste instalación

18 18 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico IT 3,3·CAE

19 19 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico % Coste de adquisición de los equipos (CAE)100 Instalación35 Tuberías20 Electrificación15 Instrumentación y control15 Obra civil20 Ingeniería y supervisión20 Suma225(de 2 a 3 veces el CAE) Imprevistos (15% de la suma)34 Puesta en marcha (5% de la suma)11 Cargas financieras del montaje (10% de la suma)23 Inversión total (IT)293(de 3 a 4 veces el CAE)

20 20 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico TERMODINÁMICA: Energía utilizable Análisis Evaluación Rendimientos ANÁLISIS EXERGÉTICO Análisis Evaluación Optimización Otros costes (Capital, O. & M.,…) TERMOECONOMÍA Coste unitario (Coste por unidad de exergía) ECONOMÍA: Coste termoeconómico Coste exergético Coste de productos Exergía Recurso Coste de recursos (Variable) (Fijos) ENFOQUE ECONÓMICO

21 21 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Coste termoeconómico : Flujo de coste : Coste exergético unitario: Coste termoeconómico unitario: Recordar: Coste exergoeconómico unitario:

22 22 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Coste fijo: Balance económico: Expresión matricial: Entradask lSalidas

23 23 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Balance económico general: (m equipos, n corrientes) Vector de coste termoeconómico Z (mx1) : vector de costes fijos del sistema A (mxn) : matriz de incidencia (nx1) : vector de coste termoeconómico

24 24 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Entradas: e : Flujo de coste de la entrada ; Subproductos: ¡ no es constante ! : es un coste variable y es un coste total

25 25 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Residuos: Bifurcaciones: única condición termodinámica

26 26 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Matriz de producción: Matriz de costes: Vector de costes termoeconómicos definidos: (n-m)xn A (nxn) (n- m)x1 Entradas Subproductos Residuos Bifurcaciones j 0 n-m ecuaciones adicionales

27 27 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Expresión matricial :

28 28 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Vector de costes termoeconómicos imputados: Balance termoeconómico: Resolución:

29 29 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Ruta termoeconómica A. A. B* = (económico) (termodinámico) Ruta exergoeconómica (tecnológico) A B*B*

30 30 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Costes fijos y variables –Análisis de costes termoeconómicos variables Cálculo de los costes fijos –Indicadores de operación Formulación R/P Nivel de agregación –Criterios económicos

31 31 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Sistema productivo Sistema productivo Costes unitarios: Balances de costes:

32 32 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Coste CF2 Producción 1: Tecnología simple 2: Tecnología intensiva de capital CF1 Punto de equivalencia PE

33 33 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Vector de costes termoeconómicos variables imputados: Balance termoeconómico de costes variables:

34 34 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico A (n x n). B* (n x 1) = (n x 1) B* = A -1.

35 35 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico A (nxn). = = A –1. ( )

36 36 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Coste (contable) : Retribución de los bienes (energía, materias primas, productos semielaborados, etc.) y factores (capital y trabajo)que han intervenido en la producción de un bien o servicio. Valor: Expresión subjetiva de la medida en que un bien, recurso o servicio satisface las necesidades o deseos de un agente económico. Precio: Expresión monetaria del valor de un bien o servicio.

37 37 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Definición: El mayor valor que se habría obtenido con una aplicación alternativa de los recursos. El problema de la escasez: Necesidades y deseos: Ilimitados. Recursos: Limitados. Siempre que se aplican unos recursos limitados a satisfacer un deseo o necesidad, quedan otros muchos sin satisfacer. Consecuencia: Hacer una cosa impide hacer otra.

38 38 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Rentabilidad Limitación presupuestaria de capital Inversión total máxima sin limitación de capital Proyectos … Inversión acumulada Coste de oportunidad del capital con presupuesto X X Coste corporativo del capital

39 39 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Factor de carga:Factor de capacidad:Factor de utilización: Capacidad de generación: Potencia instalada:

40 40 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Reserva: Reserva absoluta: Factor de reserva, o reserva relativa:

41 41 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Tiempo anual de utilización equivalente: y Si Pgen=Pmax, futil =1, fcap = fc y

42 42 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Costes termoeconómicos de recursos y productos:

43 43 TOE2009 c07 Análisis termoeconómico Residuos: Balance termoeconómico:


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