Optimización del acoplamiento entre subsistemas solar y ciclo termodinámico en plantas termosolares

Abstract

Esta tesis está dedicada al modelizado y optimización de las centrales termosolares para generación de electricidad a gran escala. En cuanto al subsistema solar se procede a modelizar los campos de colectores cilindroparabólicos, y los receptores centrales de cavidad y volumétricos. Respecto a la tecnología de colectores cilindroparabólicos, se hace especial hincapíe en cuantificar las ventajas energéticas de sustituir el aceite como fluido caloportador por la generación directa de vapor dentro del tubo receptor. Respecto a la tecnología de receptor central, se hace especial hincapíe en explorar las posibilidades de distintos conceptos de selectividad radiativa para aumentar el rendimiento del receptor, proponiendo un nuevo mecanismos selectivo para receptores volumétricos con potencial de producir aumentos de eficiencia significativos. También se procede a realizar un exahustivo análisis de las supuestas inestabilidades de funcionamiento. Respecto a los ciclos de potencia, se analizan las posibilidades de los ciclos de vapor de agua, con especial atención a los ciclos Rankine, y de los ciclos de turbina de gas, con todas sus posibilidades se interrefrigeración, regeneración y recalentamiento. Posteriormente se procede a optimizar energéticamente el acoplamiento de estas tecnologías solares con ciclos de potencia de turbina de vapor y de turbina de gas, obteniendo las variables óptimas de operación y de diseño del subsistema solar y el bloque de potencia que permiten maximizar el rendimiento de conversión total del sistema.