Análisis tecnoeconómico de una turbina de gas híbrida (solar-fósil)

Hernández Cruz, Guillermo (2016). Análisis tecnoeconómico de una turbina de gas híbrida (solar-fósil). Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Descripción

Título: Análisis tecnoeconómico de una turbina de gas híbrida (solar-fósil)
Autor/es:
  • Hernández Cruz, Guillermo
Director/es:
  • Nieto Carlier, Rafael
Tipo de Documento: Proyecto Fin de Carrera/Grado
Grado: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Fecha: 2016
Materias:
Palabras Clave Informales: Análisis energético, análisis exegético, energía solar, destrucción exegética, central térmica de gas, central híbrida
Escuela: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Departamento: Ingeniería Energética
Licencias Creative Commons: Reconocimiento - Sin obra derivada - No comercial

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Resumen

En este Trabajo de Fin de Grado se va a llevar a cabo un estudio tanto termodinámico como económico y de impacto ambiental de una central térmica híbrida de gas, con el fin de evaluar su funcionamiento, y definir las ventajas y problemas que puede generar. Este tipo de centrales se caracterizan por ser un tipo de central térmica funcionando con turbina de gas, a la que se le incorpora un campo de energía solar de concentración, con el fin de aumentar la temperatura del aire saliente del compresor de la turbina. La principal ventaja que buscan este tipo de instalaciones es la reducción en el consumo de combustible. Para ello, el procedimiento a seguir sera el siguiente: Se obtendrán los valores de las propiedades básicas termodinámicas de una turbina de gas conocida mediante el uso del software GT Pro, que servirán como medida de comprobación de resultados. Conocidos los resultados del GT Pro se llevara a cabo una formulación teórica y se implementara en el programa EES y se compararan los resultados obtenidos con los conocidos. Una vez comprobada la validez de la formulación planteada, se aplicara a la turbina a estudio, tanto para el caso fósil como para el híbrido, y se utilizaran estas propiedades obtenidas para llevar a cabo sendos estudios energético y exergético, de donde se obtendrán los valores de rendimientos, eficiencias y perdidas energéticas y exergéticas respectivamente. Con los valores obtenidos, se realizaran los diagramas de Sankey y Grassmann, igualmente para ambos modos de operación. Se comprueba que el funcionamiento de ambos modos de operación, en términos termodinámicos,es equivalente. Por lo que se comprueba la viabilidad termodinámica de este tipo de instalaciones, con la principal ventaja del modo híbrido del ahorro de combustible. El siguiente paso que se llevara a cabo serán las evaluaciones tanto económica como medioambiental. En lo que refiere a la evaluación medioambiental, se calcularan las emisiones anuales de CO2 de cada modo de funcionamiento, teniendo en cuenta las horas que se operara en cada uno de ellos. El objetivo sera calcular la diferencia de emisiones entre ellos. Se comprueba que en condiciones de funcionamiento medias, se obtendría una disminución de aproximadamente un 8% anualmente. Para la evaluación económica, se procederá al calculo de LEC (Levelized Electricity Cost), que dará un valor aproximado del coste del kWh a lo largo de la vida útil de la central. Llevando a cabo estimaciones de coste de inversión, de mantenimiento y operación y de combustible se calcula el LEC. Se llevara a cabo un estudio de sensibilidad de este valor, con el fin de observar su variación en función, principalmente, del valor del precio del combustible. Una vez llevados a cabo todos los pasos anteriores, se analizan los resultados obtenidos, con los que se puede concluir que ambos modos de operación son equivalentes energéticamente hablando, y aunque el coste por kWh sera ligeramente superior para el caso híbrido, debido a la necesidad de la instalación solar, este coste se vera compensado en gran parte por la reducción de combustible en términos energéticos, y por la reducción de emisiones en términos medioambientales. Se concluye que las plantas híbridas son una gran solución al conflicto que plantea el mundo en la actualidad, en la que la demanda energética aumenta día a día, pero se busca que el nivel de emisiones no crezca al mismo nivel, o incluso decrezca.

Más información

ID de Registro: 42500
Identificador DC: http://oa.upm.es/42500/
Identificador OAI: oai:oa.upm.es:42500
Depositado por: Biblioteca ETSI Industriales
Depositado el: 11 Jul 2016 08:53
Ultima Modificación: 13 Oct 2016 17:26
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