Análisis de la utilización de turbo-bombas en centrales termosolares para el aumento de la potencia eléctrica neta

Aguilera Hernando, Javier (2020). Análisis de la utilización de turbo-bombas en centrales termosolares para el aumento de la potencia eléctrica neta. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Análisis de la utilización de turbo-bombas en centrales termosolares para el aumento de la potencia eléctrica neta
Author/s:
  • Aguilera Hernando, Javier
Contributor/s:
  • Platero Gaona, Carlos Antonio
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Date: October 2020
Subjects:
Freetext Keywords: Ciclo de Rankine, energía térmica, electricidad, irradiación solar, SAM, turbo-bomba
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Automática, Ingeniería Eléctrica y Electrónica e Informática Industrial
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Este estudio esta´ basado en la patente "Método para incrementar la potencia eléctrica neta de centrales termosolares" solicitada por la UPM en España e internacionalmente . La realizó la Unidad Docente de Máquinas Eléctricas de la ETSII. El objetivo es reducir el consumo eléctrico por bombeo en las centrales CSP de cilindros parabólicos. La variabilidad de la irradiación solar provoca que parte del año se desperdicie la energía recibida, se debe a las limitaciones que tiene el ciclo de potencia de generar electricidad. Se busca aprovechar esta energía desperdiciada añadiendo una turbo-bomba en paralelo con las bombas de fluido térmico y otra, también en paralelo, con la bomba de agua de alimentación del evaporador. Este elemento utiliza vapor para bombear el fluido, mientras están activas se ahorra el consumo eléctrico, estimado en un 6 % de la potencia nominal en una central típica de 50 MW. En este trabajo se analiza la opción de incorporar este sistema a la central sin almacena- miento térmico de Palma del Rio II. Primero, se estudia la energía que consumen las bombas mediante el programa SAM, desarrollado por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) perteneciente al Departamento de Energía de EEUU. Después, se calcula el rendimiento de las turbo-bombas, el modo de incorporarlas y las condiciones necesarias para su funcionamiento. A partir de la energía térmica desperdiciada se obtiene el tiempo que estarían activas y el ahorro de electricidad que suponen. El análisis se realiza para diferentes tamaños de campo solar con el objetivo de estudiar la incorporación de las turbo-bombas en otras centrales. El programa permite al usuario definir un ciclo de potencia propio. Se explica la manera de introducir las modificaciones que se deben realizar al incorporar las turbo-bombas. Además, se presentan los retos al utilizar almacenamiento térmico y las oportunidades que genera SAM por ser un programa de código abierto. Al final, se concluye que incorporando este sistema a la central Palma del Rio II, se incrementa la electricidad generada anual en 2290 MWh con una turbo-bomba de aceite térmico y 855 MWh añadiendo la turbo-bomba de agua de alimentación del evaporador. Juntas suponen un aumento del 3,5 % anual sobre la energía entregada a la red. Aparte del beneficio económico se evita según el mix energético español de 2019 la emisión de más de 750 t de CO2 al año.

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Item ID: 65351
DC Identifier: http://oa.upm.es/65351/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:65351
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 02 Dec 2020 08:39
Last Modified: 10 Jan 2021 23:30
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