Modelado de ciclos de potencia aplicados a microgeneración renovable térmica

Abstract

Las tecnologías de aprovechamiento energético han facilitado el desarrollo de la sociedaddurante toda la historia y el estudio de éstas ha ayudado al ser humano a mejorar su calidad de vida. La necesidad de emplear tecnologías que tengan en menor impacto sobre el medio ambiente suponeel desarrollo de nuevas formas de conversión energética. Así, la demanda eléctrica puede satisfacerse con energías renovables, sostenibles y respetables con el medio ambiente. La aplicación de estas tecnologías de conversión energética a las escalas más pequeñas de generación eléctrica supone le nuevo concepto de microgeneración. La adaptabilidad que presentan las tecnologías de generación eléctrica renovable a pequeña escala hace posible que se pueda suministrar energía limpia y renovable. Además, las microredes permiten aumentar la seguridad en el abastecimiento de energía a través de un mejor control de los flujos de potencia. Por ello, son idóneas en lugares geográficos dónd ela construcción de la infraestructura de líneas de transmisión supone una gran inversión. La importancia que va a adquirir este modelo de microgeneración en el futuro próximo está suponiendo el desarrollo de tecnologías energéticas renovables que pueden ser implementadas en ese campo. El poco terreno y relativamente poco manteniemiento que necesitan los miniaerogeneradores y los paneles fotovoltaicos han hecho que estos sean los reyes de la microgeneración. Sin embargo, viendo el potencial y el escaso nivel de desarrollo que presenta la microgeneración renovable térmica hoy en día, existe un gran reto en la investigación en esas técnicas energéticas. Dado que el elemento de conversión energética entre la fuente térmica y la energía eléctrica generada es el ciclo de potencia, es precisamente aquí donde se enmarca el presente trabajo fin de grado. Entre las tecnologías más novedosas que abogan por la utilización de dichas fuentes renovables térmicas, se encuentran los ciclos orgánicos Rankine, en inglés Organic Rankine Cycle (ORC) y los ciclos cerrados Bryton, Closed Brayton Cycle (CBC) La necesidad de la microgeneración renovable térmica conlleva a que ambas tecnologías entren en competencia. Sin embargo, se mantienen en campos de aplicación bien diferenciados. Las mayores temperaturas alcanzadas por los fluidos de los CBC, las mayores escalas de potencia a las que se aplica y la mayor sencillez constructiva del ciclo son las mayores razones por las que esta tecnología podría ser idónea para su aplicación en las escalas de microgeneración más pequeñas. Así, los ciclos cerrados Brayton contemplan los ciclos a estudiar en el presente trabajo.