Ciclo de kalina

El ciclo de Kalina, desarrollado por Alexander Kalina, es un proceso termodinámico para convertir la energía térmica en energía mecánica utilizable.

Utiliza una solución de 2 fluidos con diferentes puntos de ebullición como fluido de trabajo. Dado que la solución hierve en un rango de temperaturas como en la destilación, se puede extraer más calor de la fuente que con un fluido de trabajo puro. Lo mismo se aplica en el extremo de escape (condensación). Esto proporciona una eficiencia comparable a un ciclo Combinado, con menor complejidad.

Al elegir adecuadamente la relación entre los componentes de la solución, el punto de ebullición de la solución de trabajo se puede ajustar para adaptarse a la temperatura de entrada de calor. La combinación más utilizada es agua y amoníaco, pero son factibles otras combinaciones.

Debido a esta capacidad de aprovechar al máximo la diferencia de temperatura entre la fuente de calor particular y el disipador disponible, encuentra aplicaciones en la reutilización del calor de procesos industriales, la energía geotérmica, la energía solar y el uso del calor residual de las plantas de energía (Parte inferior ciclo). Incluso a menor presión, un ciclo Kalina puede tener mayor eficiencia que un ciclo Rankine comparable.

Centrales eléctricas de ciclo Kalina

Calor recuperable de procesos industriales.

Se cree que el ciclo Kalina aumenta la eficiencia de la producción de energía térmica hasta en un 50 % en instalaciones adecuadas y es ideal para aplicaciones como acero, carbón, refinerías de petróleo y plantas de producción de cemento.

• La Kashima Steel Works operada por Sumitomo Metal Industries fue encargada en 1999. Produce 3.6MW de electricidad y es la aplicación comercial más larga del ciclo Kalina.
• La refinería de aceite de Tokyo Bay operada por Fuji Oil fue encargada en 2005 y produce 4MW de potencia

geotérmico

• Husavik instalación, Islandia valoró la potencia eléctrica 2MW y la potencia de calor 20MW
• Unterhaching facility, Germany was commissioned in April 2009 and was the first of its kind (low enthalpy) in southern Germany. Esta planta produce 3.4MW de energía eléctrica y 38MW de potencia de calefacción para la localidad de Unterhaching. La planta se cerró en 2017.
• Bruchsal, Alemania fue encargada en diciembre de 2009 y produce 580 kW de electricidad.
• EcoGen Unit, la primera unidad EcoGen de 50 kW fue instalada en la primavera termal Matsunoyama Onsen en Tokamachi, Niigata en Japón en 2011. Las unidades EcoGen se basan en la miniaturización del Ciclo Kalina y están diseñadas para el mercado de primavera caliente japonés y otros mercados geotérmicos de baja enthalpy.

Segunda generación

Kalina y Kalex LLC desarrollaron una segunda generación de sistemas de ciclo Kalina. Estos sistemas son técnicamente ciclos Kalina (ya que utilizan un fluido de trabajo multicomponente con composición variable), pero no utilizan el ciclo "Kalina" marca comercial.

A diferencia de los sistemas de ciclo Kalina de primera generación, que son aplicables solo para fuentes de calor de temperatura relativamente baja, la segunda generación de sistemas de ciclo Kalina es aplicable a fuentes de calor de temperatura baja y relativamente alta.

Para fuentes de calor de baja temperatura, se prevé que los ciclos Kalina de segunda generación alcancen eficiencias térmicas superiores a las posibles con los ciclos de primera generación.

Licencias

La marca registrada ciclo Kalina y todas las patentes globales de primera generación que aún están vigentes son propiedad de Wasabi Energy plc. propietario de Global Geothermal Ltd., empresa matriz de Recurrent Engineering Inc.

Algunas de las patentes originales del ciclo Kalina han expirado y ahora han pasado a ser de dominio público. Global Geothermal Ltd. (empresa matriz: Wasabi Energy Ltd.) posee todas las entidades mundiales con licencia para implementar el proceso Kalina Cycle de primera generación. Como resultado, GGL controla los derechos de la bicicleta Kalina y más de 200 patentes internacionales asociadas con esta tecnología. El proceso se utiliza actualmente a través de acuerdos de licencia con Siemens y Shanghai Shenge New Energy para todas sus aplicaciones chinas. FLSmidth tiene el derecho exclusivo en la mayoría de los países de ofrecer la tecnología de ciclo Kalina de primera generación a las industrias del cemento y la cal.

Todas las patentes del ciclo Kalina de segunda generación son actualmente propiedad de Kalex LLC, una empresa fundada por Kalina.