presentación tesis energía solar

8/18/2019 Presentación Tesis Energía Solar

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TRABAJO DE TESISCarlos José Felbol Acuña

25 Enero 2016


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TÓPICOS

Introducción Tesis Título Tesis Pregunta de Investigación Objetivos

Configuración Definitiva de la Planta Poligeneradora Completa Configuración actual de la planta Consideraciones generales

Resultados Producción de Electricidad Caso Base Producción de Electricidad !gua desalini"ada Producción de Electricidad !gua desalini"ada #río Producción de Electricidad !gua desalini"ada #río Calor !n$lisis de Resultados

Propuesta de contenidos para la tesis


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INTRODUCCIÓN TESIS


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I%TROD&CCI'% TE(I(

Tíulo Tes!s" Dise)o de una planta de poligeneración solar concolectores lineales #resnel *C+#, para generación de electricidad- frío .calor para procesos industriales- . agua desalini"ada/

#re$una %e In&es!$ac!'n" Dada una demanda de m0ltiplesproductos- 1es m$s barato o m$s eficiente utili"ar una plantapoligeneradora 2ue obtenga todos los productos u obtener cada uno enuna planta diferente3


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CONFIGURACIÓN DE LA PLANTAPOLIGENERADORA COMPLETA


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Fuente: Elaboración propia.

CO%#I7&R!CI'% DE +! P+!%T!


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Cons!%erac!ones C!clo %e #oenc!a

Se u!l!)' el colecor Fresnel %e SA* +ara s!,ular-

(e utili"a un ciclo de potencia con Bac8up #ósil- el 2ue provee la

posibilidad de mantener una producción 9:;< de todos los módulosde la planta/

(e utili"a 9 turbinas- la primera con un flujo de entrada de =>->?8g;sde vapor a @>/>>>8Pa . A8Pa . A


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Cons!%erac!ones %e #lana %esal!n!)a%ora *ED

Presión de entrada A@-98Pa Temperatura de entrada C (e emular$ el funcionamiento de la planta 5ED mediante el uso de

un condensador- es decir- la planta 5ED ree,+la)ar. elcon%ensa%or del ciclo de potencia respetando los inputs deentrada para su funcionamiento los 2ue estar$n estables por elBac8up #ósil/ Para el c$lculo de la cantidad de agua de producidase utili"ar$ la energía *Calor, recFa"ado por el condensador-mediante la siguiente ecuación4

CONSIDERACIONES GENERALES


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Donde cada componente corresponde a4 D 4 Producción de !gua mA;Fr

G 4 Calor transferido por el condensador 8H;Fr λS 4 Calor latente para la temperatura de saturación del vapor de

alimentación 8H;8g CR 4 Coeficiente de rendimiento de la desalini"adora/



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!dem$s la planta 5ED posee un consumo de electricidad asociadoa la producción de agua- el cu$l se restar$ a la producción de

electricidad de la planta total- el cu$l se calcular$ mediante4

Donde D corresponde a la producción de agua en mA . el resultado delconsumo de energía se encuentra en unidades de 8F/



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Cons!%erac!ones %e *'%ulo +ara Calor %e +rocesos

(e utili"ó la demanda real para un proceso industrial minero de (G5- la cu$lposee los siguientes inputs4

#lujo de agua de A9> mA

;Fr *??/?? 8g;s, Temperatura Inicial =A C Temperatura #inal J> C Cp K :/@J 8H;*8gLM,

Esta demanda e2uivalentemente en unidades de potencia representa 2ue sedeben proporcionar @>5N trmicos para poder suplirla- los cu$les son

obtenidos desde el flujo de condensado- el cu$l ingresa a un intercambiador decalor a @:C . sale a @@:C- donde adem$s se considera 2ue el flujo total decondensado 2ue ingresa es de =>->? 8g;s- es decir- el flujo total del fluido deoperación en el ciclo de potencia/


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Cons!%erac!ones %e *'%ulo %e Re/r!$erac!'n

(e asumió una demanda de 5N de refrigeración- la 2ue es alimentada por unCiclo de !bsorción de doble efecto al 2ue ingresa vapor proveniente de unae6tracción de la turbina de baja potencia- la 2ue se obtiene a @:JC . unapresión de :>>8Pa/


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RESULTADOS


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RESULTADOS

Producción de Electricidad 5ensual en los distintos escenarios


Producción de Electricidad Mensual [kWh]

Producción Electricidad Caso Base

Producción Electricidad Caso Base +

MED

Producción Electricidad Caso Base +

MED + Frío

Producción Electricidad Caso Base +MED + Frío + Calor


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RESULTADOS

Producción de !gua 5ensual en los distintos escenarios


Producción de Agua Mensual [m3]

Producción de Agua Caso Base +

MED


MED + Frío


MED + Frío + Calor


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RESULTADOS #ro%ucc!'n Anual de los distintos casos

ale destacar 2ue el caso base considera una presión de salida 0ltima de la turbina al

condensador de =/A 8Pa- . los casos 2ue consideran la integración de la planta 5ED elevan estapresión de salida a A@/9 8Pa/

!dem$s Fa. 2ue considerar 2ue la potencia nominal de electricidad 2ue producen las turbinas-es de J->: 5 en el caso base- 9-@J 5 al incorporar la planta 5ED . >-


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RESULTADOS

#ro%ucc!'n %e A$ua a n!&el orar!o

(e aprecia 2ue la producción de agua a nivel Forario- va desde @/=@ m A;Fr en elcaso correspondiente al es2uema 2ue considera solo la producción de electricidadadem$s de la planta 5ED- . disminu.e a @/J9 8g;Fr en el caso 2ue integra todos

los módulos a la planta poligeneradora/


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RESULTADOS !n$lisis de resultados4 ar!ac!'n #orcenual %e la +ro%ucc!'n

(e aprecia una disminución de la producción de electricidad de un @-J?Q al acoplar el módulocorrespondiente a la planta 5ED- . una disminución de un @


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RESULTADOS

!n$lisis de resultados4 Fracc!'n Solar en cada caso- con distintas $reas deapertura

+os resultados se basan en la utili"ación de los datos de calor aportado por el campo solar-

basados en (!5/

Área de

Apertura[m2]

Caso Base Caso Base +

MED

Caso Base +

MED + Frío

Caso Base +

MED + Frío+ Calor

870.000 25,60% 25,61% pendiente** pendiente**

1.200.000 54,83% 54,94%% pendiente** pendiente**


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RESULTADOS

E&aluac!'n +rel!,!nar %e la cone!'n %el ,'%ulo %e calor !n%usr!al en

el Ca,+o Solar

Para la evaluación se tomó en cuenta la consideración promedio de un flujo de T#constante de =>@-J 8g;s- con ello para poder suplir la demanda de calor industrialanteriormente anali"ada- asumiendo un caso Sideal del intercambiador de calor- setiene una disminución de la temperatura del T# en apro6imadamente 34C/

Consideraciones inmediatas con la cone6ión4@/ Para poder llevar a cabo dicFa configuración . suplir la demanda 9:;< se re2uiere del uso de un

bac8up fósil para el T# del campo solar/9/ Tambin se debe controlar el flujo para poder mantener la operación constante- dado 2ue el

colector entrega un flujo variable a una determinada temperatura deseada/

A/ Otra opción sería suplir la demanda de manera variable en el tiempo- solamente cuando sesupere ciertas condiciones de flujo . temperatura en la salida del campo solar- para no afectarel funcionamiento de la planta/


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RESULTADOS Comparación del comportamiento del colector día claro de verano * Enero,

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

Comparación Comportamiento Colector FRESNEL [Temperatura]

Temperatura Salida Colector

TRNSYS

Temperatura Salida Colector SAMTemperatura [ºC]


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RESULTADOS Comparación del comportamiento del colector día claro de verano * Enero,

Comparación Comportamiento Colector FRESNEL [Flujo]

Flujo Salida Colector TRNSYS

Flujo Salida Colector SAM


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PROPUESTA DE CONTENIDOS PARALA TESIS

Introducción

@/ Planteamiento del problema de investigación@/ Conte6tuali"ación de la situación actual a nivel país

@/ %ecesidades energticas

9/ %ecesidades de agua potable

A/ Disponibilidad del recurso solar9/ Hustificación de la necesidad

A/ Objetivos@/ Objetivo 7eneral

9/ Objetivos Específicos

9/ #undamentos Teóricos@/ Conte6tuali"ación de la situación tecnológica actual

@/ Tecnologías C(P

9/ Refrigeración

A/ Desalini"ación

:/ Calor industrial

/ Poligeneración


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PROPUESTA DE CONTENIDOS PARALA TESIS

A/ 5etodología@/ Dise)o de la planta de poligeneración

@/ Planta C(P

9/ 5odulo de desalini"ación

A/ 5odulo de refrigeración

:/

5odulo de calor industrial9/ alidación de la planta

A/ Es2uema de la planta de poligeneración

:/ Resultados@/ Irradiación solar en el lugar de an$lisis

9/Resultados base del escenario de poligeneraciónA/ !spectos económicos del escenario

:/ Optimi"ación . an$lisis de sensibilidad del es2uema en base a su +COE

/ !n$lisis de resultados

/ Conclusiones

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