Diseño y análisis térmico de una planta termosolar de receptor central situada en La Comunidad de Madrid

Abstract

El proyecto se enfoca al uso de la energía solar para la producción de energía eléctrica. En concreto, se centrará en las centrales solares térmicas de concentración con receptor central. Para el tipo de central que se va a analizar, el proyecto describe y diseña los principales componentes (campo de helióstatos, receptor central, intercambiador de calor, sistema de almacenamiento térmico y ciclo de potencia) y analiza la configuración más conveniente así como las dimensiones que ha de tener cada componente. La central de receptor central se ha diseñado en el proyecto para una localización en la Comunidad de Madrid (España), en concreto en el municipio de Aranjuez, con el objetivo de comprobar la viabilidad operativa de este tipo de centrales en el centro de la península ibérica donde la concentración de la demanda energética es elevada. Con los datos de radiación solar recibida en esta ubicación y tras el diseño de todos los componentes principales, la central diseñada consta de una turbina capaz de generar 20,16MW de potencia y su periodo de funcionamiento teniendo en cuenta el sistema de almacenamiento térmico es de 6050 horas anuales aproximadamente. Con estos datos, la central termosolar es capaz de producir al cabo del año 121,96 GWh. La instalación de una central de estas características permite evitar la emisión a la atmósfera de 45246 toneladas de CO2.

The present Bachelor Graduation Thesis is focused on solar energy for the production of electric power. In particular, the Thesis focuses on solar thermal plants equipped with a tower central receiver. The Thesis describes the major components of a central tower power plant (heliostat field, central receiver, heat exchanger, storage system and power cycle) and selects the most suitable arrangement and dimensions for each component. The solar plant is designed for being installed in the community of Madrid, more specifically in the town of Aranjuez, with de aim of analysing the viability of this kind of power plants in the center of the Iberian Peninsula, in which the energy demand is high. Using the data of solar irradiation at this location, and after designing the main components of the solar power plant, the results show that the plant is capable of generating 20,16MW of electric power with an operation period of 6050 hours when the thermal storage system is employed. With these figures the annual electric production of the solar power plant 121,96 GWh, which avoids the emission into the atmosphere of 45246 tons of CO2.