Estudio de implementación de sistemas de almacenamiento de energía térmica en forma de agua fría y hielo para District Cooling

Abstract

En el presente estudio se analiza la implementación de Sistemas de Almacenamiento de Energía Térmica (TES por sus siglas en inglés) de calor latente y calor sensible para una red de District Cooling (DC) con el fin de generar ahorros en la facturación eléctrica del sistema y reducir sus costes operacionales. En el estudio se analiza los costes de inversión y costes de operación de los dos tipos de sistemas. Igualmente, se estudia las inversiones iniciales a realizar de acuerdo con el tipo de sistema junto con la ocupación de espacio en la planta de la red de los sistemas TES. En el caso del sistema de almacenamiento de energía sensible, se analiza las características hidráulicas principales del tanque de almacenamiento de agua fría de acuerdo con el tamaño requerido para almacenar 32 MWh y la cantidad de agua que esto representa. Para el sistema de almacenamiento de hielo se calcula la potencia de descarga que puede proveer la batería de hielo y se calcula la inversión necesaria en un circuito de glicol que debe acompañar el sistema de capacidad de almacenamiento de 32 MWh. Además, se muestran los resultados de los costes de inversión y operación acompañados de los ahorros logrados implementando los sistemas TES. Por último, se analiza qué sistema resulta más eficiente para la red de District Cooling en Mataró. This study analyzes the implementation of latent heat and sensible heat TES (Thermal Energy Storage) systems for a District Cooling network in order to generate savings in the electrical billing and operational costs of the plant. The study then analyzes the investments to be made according to the type of system and space occupation of the TES systems in the plant. For the sensible TES system, the main characteristics of a chill water storage tank are analyzed according to the tank size required to store 30 MWh of sensible energy and the amount of water this storage represents. For the ice storage system, the discharge power that can be provided by the ice battery is calculated along with necessary investment costs in a glycol circuit that is required to load the ice storage system. Finally, the results of the CAPEX (capital expenditure) and OPEX (operational expenditure) of each TES system is showed with the amount of energy savings achieved.