Solar geothermal hybrid power plant analysis
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Date
2010
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Abstract
Esta investigación analiza los distintos aspectos de la generación híbrida de energía eléctrica basada en energía solar y energía geotérmica, y las sinergias que se producen al integrar ambas fuentes de energía, mediante un análisis termodinámico y un análisis económico de esta forma de generación bajo dos estrategias de operación de la planta: 1. Producir el máximo de energía utilizando ambas fuentes de energía, y 2. Utilizar la energía solar para reducir el consumo de recursos geotérmicos manteniendo estable la potencia de salida de la planta.
Se desarrolló un modelo térmico utilizando el software EES para un año tipo, en base horaria, utilizando información meteorológica obtenida del software Meteonorm y otros datos obtenidos de la literatura. Con los resultados termodinámicos se simuló la operación de la planta durante una vida útil de 30 años mediante el software Excel y se obtuvo el desempeño económico realizando supuestos basados en las condiciones de mercado y en las proyecciones entregadas por diversas instituciones.
Los resultados teóricos muestran que se puede aumentar hasta en un 29,9% la energía producida por un pozo geotérmico y se pueden lograr ahorros de hasta un 13.4% en el consumo de recursos geotérmicos. Los resultados del modelo económico muestran un aumento en el valor presente del proyecto para el caso en que se aplica la estrategia de operación 1. Para el caso en que se aplica la estrategia de operación 2, el desempeño económico del proyecto muestra una dependencia frente al comportamiento del reservorio sujeto a permanentes cambios en el flujo másico de extracción. De acuerdo al modelo económico, si se logra disminuir la tasa de decaimiento del reservorio lo suficiente, el proyecto puede aumentar su valor al disminuir la cantidad de pozos de extracción necesarios para su funcionamiento, siendo necesario realizar estudios más profundos en el tema. De acuerdo con los resultados obtenidos, es recomendable acoplar la energía solar a la energía geotérmica cuando la localización lo permita, aprovechando sinergias y contrapesando debilidades conjuntamente.
Se desarrolló un modelo térmico utilizando el software EES para un año tipo, en base horaria, utilizando información meteorológica obtenida del software Meteonorm y otros datos obtenidos de la literatura. Con los resultados termodinámicos se simuló la operación de la planta durante una vida útil de 30 años mediante el software Excel y se obtuvo el desempeño económico realizando supuestos basados en las condiciones de mercado y en las proyecciones entregadas por diversas instituciones.
Los resultados teóricos muestran que se puede aumentar hasta en un 29,9% la energía producida por un pozo geotérmico y se pueden lograr ahorros de hasta un 13.4% en el consumo de recursos geotérmicos. Los resultados del modelo económico muestran un aumento en el valor presente del proyecto para el caso en que se aplica la estrategia de operación 1. Para el caso en que se aplica la estrategia de operación 2, el desempeño económico del proyecto muestra una dependencia frente al comportamiento del reservorio sujeto a permanentes cambios en el flujo másico de extracción. De acuerdo al modelo económico, si se logra disminuir la tasa de decaimiento del reservorio lo suficiente, el proyecto puede aumentar su valor al disminuir la cantidad de pozos de extracción necesarios para su funcionamiento, siendo necesario realizar estudios más profundos en el tema. De acuerdo con los resultados obtenidos, es recomendable acoplar la energía solar a la energía geotérmica cuando la localización lo permita, aprovechando sinergias y contrapesando debilidades conjuntamente.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2010