Diseño, dimensionamiento y simulación de una planta termosolar con almacenamiento térmico a través del programa system advisor model.

Abstract

La creciente preocupación por el cuidado del planeta ha llevado a los países del mundo a explorar diferentes vías para reducir las principales fuentes contaminantes. Entre ellas, la fuerte dependencia de los combustibles fósiles para la obtención de energía presenta un problema para el cual se buscan alternativas como las energías renovables que presentan grandes perspectivas de futuro, pero aún cuentan con una amplia capacidad de desarrollo. Dentro del panorama nacional, una de las energías con mayor importancia es la energía solar térmica concentrada que si bien resulta adecuada en aspectos climatológicos presenta desafíos relacionados almacenamiento para satisfacer las demandas de consumo. En el presente Trabajo de Fin de Máster se ha elaborado una modelización con el software System Advisor Model (SAM) de una central de concentración solar con cilindros parabólicos introduciendo los parámetros disponibles de la planta Andasol 1 para ver la influencia de variables relacionadas con el almacenamiento y el tamaño de la central. Por medio de diferentes simulaciones se determinará el fluido de transferencia de calor óptimo para almacenar la energía. A mayores, se realizará una optimización del tamaño de la planta con el múltiplo solar y la capacidad de almacenamiento. Estas optimizaciones se han realizado analizando el levelized cost of energy (LCOE) que aporta el coste de producción de energía de la planta diseñada.

The growing concern for the care of the planet has led the countries of the world to explore different ways to reduce the main polluting sources. Among them, the strong dependence on fossil fuels for obtaining energy presents a problem for which alternatives are being sought, such as renewable energies, which have great prospects for the future, but still have a wide development capacity. Within the national panorama, one of the most important energies is concentrated solar thermal energy which, although it is suitable for climatic aspects, presents challenges related to storage in order to satisfy consumption demands. In this Master's Thesis, a modelling of a concentrating solar power plant with parabolic troughs has been developed using SAM software, introducing the available parameters of the Andasol 1 plant to see the influence of variables related to storage and the size of the plant. By means of different simulations, the optimal heat transfer fluid for energy storage will be determined. Furthermore, an optimisation of the plant size with the solar multiple and the storage capacity will be carried out. These optimisations have been carried out by analysing the LCOE (levelized cost of energy) which provides the cost of energy production of the designed plant.