Análisis de plantas CSP con gases como fluido de trabajo para producción de electricidad termosolar
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2012
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Abstract
En esta tesis se busca entregar una herramienta para poder estudiar la factibilidad técnica y analizar térmicamente un nuevo concepto en el uso de colectores parabólicos con el fin de obtener energía eléctrica. Este concepto se basa en el uso de CO2 como el fluido de trabajo y en la utilización de concreto como material para el almacenamiento térmico. Como objetivos secundarios se tiene mostrar como la variación en distintas propiedades de este ciclo afecta los resultados finales obtenidos y así alcanzar un óptimo en el proceso de generación de energía eléctrica. El análisis considera la creación de una herramienta, la cual simule un ciclo con 5 etapas (bomba, colector, almacenamiento, turbina y condensador), que trabaje bajo este concepto.
Las propiedades largo del colector, área de apertura, número de colectores, inclinación, flujo másico, presiones del ciclo, potencia eléctrica, ubicación geográfica y capacidad de almacenamiento térmico se dejarán libres para poder realizar cambios y así adaptarse a las distintas necesidades que se quieran estudiar. Los resultados obtenidos de estas simulaciones nos llevan a concluir en principio que este modelo funciona, pero no es óptimo comparado a los ciclos en que se utilizan otros fluidos de trabajo, por ejemplo sales minerales. Esto se debe a que los flujos másicos necesarios para generar potencia son muy altos y el área del colector necesaria para producir un mismo nivel de electricidad es mayor con este concepto. Es por esto que queda pendiente para un futuro estudio el análisis de otras opciones, además de mejoras al sistema, por ejemplo la integración de un sistema de recuperación de calor, el cual permita generar un ciclo combinado, esto debido a que el calor remanente, luego de pasar por la turbina, es muy alto y existe la posibilidad de que sea aprovechado.
Las propiedades largo del colector, área de apertura, número de colectores, inclinación, flujo másico, presiones del ciclo, potencia eléctrica, ubicación geográfica y capacidad de almacenamiento térmico se dejarán libres para poder realizar cambios y así adaptarse a las distintas necesidades que se quieran estudiar. Los resultados obtenidos de estas simulaciones nos llevan a concluir en principio que este modelo funciona, pero no es óptimo comparado a los ciclos en que se utilizan otros fluidos de trabajo, por ejemplo sales minerales. Esto se debe a que los flujos másicos necesarios para generar potencia son muy altos y el área del colector necesaria para producir un mismo nivel de electricidad es mayor con este concepto. Es por esto que queda pendiente para un futuro estudio el análisis de otras opciones, además de mejoras al sistema, por ejemplo la integración de un sistema de recuperación de calor, el cual permita generar un ciclo combinado, esto debido a que el calor remanente, luego de pasar por la turbina, es muy alto y existe la posibilidad de que sea aprovechado.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2012