Optimización de operación de los receptores solares de sales fundidas

Abstract

El continuo crecimiento y desarrollo de la sociedad, incentiva el consumo de energía global con las consiguientes consecuencias climatológicas que conlleva. Por este motivo, cada vez son más las medidas y compromisos de reducción de emisiones contaminantes, que promueven el desarrollo de las diferentes tecnologías de generación de energía limpia y renovable. Dentro de los sistemas de producción de energía mediante fuentes renovables, las centrales termosolares de torre central, han cobrado importancia en los últimos años. Gracias a la incorporación de sistemas de almacenamiento, se han convertido en una de las pocas tecnologías respetuosas con el medio ambiente capaces de producir electricidad en cualquier momento del día, independientemente de las condiciones meteorológicas. Esta versatilidad permite acercarnos a un desarrollo sostenible y hacia la meta de un sistema completamente impulsado por energías renovables. El presente trabajo lleva a cabo un estudio del comportamiento de los receptores solares de una central solar térmica de torre central en función de su capacidad de almacenamiento de sales fundidas. Para ello, se ha realizado la simulación de tres centrales con diferentes capacidades de almacenamiento utilizando el software SAM (System Advisor Model). Tras la simulación, se ha analizado el daño sufrido por los receptores en un tiempo de vida útil estimado, y se ha obtenido el tiempo de vida de los mismos bajo las condiciones de diseño. El proceso numérico ha sido desarrollado con el programa informático Matlab. Finalmente, se ha realizado un análisis económico de la rentabilidad de los tres diseños propuestos.

The continuous growth and development of society encourages the consumption of global energy, with the consequent climatic consequences that it entails. For this reason, there is increasing number of measures and commitments to reduce pollutant emissions, which encourage the development of different technologies for the generation of clean and renewable energy. Within renewable energy production systems, central tower solar thermal power plants have gained importance in recent years. Thanks to the incorporation of storage systems, they have become one of the few environmentally friendly technologies capable of producing electricity at any time of the day, regardless of weather conditions. This versatility allows us to move closer to sustainable development, and towards the goal of a system completely driven by renewable energies. This current work carries out a study of the behaviour of the solar receivers of a solar thermal power plant of central tower according to their storage capacity of molten salts. In order to do this, we have simulated three power plants with different storage capacities using the SAM (System Advisor Model) software. After the simulation, the damage suffered by the receivers in an estimated useful life time has been analysed, and the lifetime of the receivers has been obtained under the design conditions. The numerical process has been developed with the Matlab software. Finally, an economic analysis of the profitability of the three proposed designs has been accomplished.