Análisis y optimización de ciclos de potencia para plantas CSP

Abstract

Los ciclos de potencia como el Rankine, el Brayton o el ciclo combinado se llevan estudiando desde hace casi dos siglos, pero el rápido desarrollo tecnológico que ha sufrido recientemente el sector de la energía solar térmica por concentración (CSP) hace que sea necesario analizar estos ciclos en busca del punto óptimo de operación en cada uno de ellos para las condiciones que requiere esa concentración solar. Por ello, en este trabajo se pretende comprender, analizar y optimizar estos ciclos para variaciones de distintos parámetros, como pueden ser: temperatura del fluido caloportador (HTF) a la salida del campo solar, presión del condensador, tipo de condensador, temperatura del ambiente, etc. Para ello, se empleará un software comercial para simulación de ciclos termodinámicos: IPSEpr.

Rankine zikloa, Brayton zikloa edota ziklo konbinatua bezalako potentzia zikloak duela ia bi mende tik hona daramatzate ikerketapean, baina kontzentrazio bidezko eguzki-energia termikoak (CSP-ak) jasandako garapen teknologiko azkarrak ziklo horiek haien operazio-puntu optimoaren bila aztertzea beharrezkoa izatea eragiten du, eguzki-kontzentrazio horrek behar dituen baldintzetarako. Hortaz, lan honen helburua parametro ezberdinen aldaketetarako ziklo horiek ulertzea, aztertzea eta optimizatzea da: eguzki-zelaiaren irteeran fluido termikoak (HTF) duen tenperatura, kondentsadorearen presioa, inguru giroko tenperatura, eta abarren aldaketarako, alegia. Horretarako, ziklo termodinamikoak simulatzeko balio duen software komertziala erabiliko da: IPSEpro.

Power cycles such as Rankine cycle, Brayton cycle or combined cycle have been developed for almost two centuries, but the rapid technological development recently experienced by the concentrated solar power (CSP) systems makes it necessary to analyze them looking for their optimal point of operation when they are integrated in the se kind of solar power plants. Therefore, this project aims to understand, analyze and optimize these cycles for various parameters such as temperature of the heat transfer fluid (HTF) at the output of the solar field, condenser pressure, type of condenser, environment temperature, etc. Thus, a commercial software (IPSEpro) will be used to simulate thermodynamic cycles. In summary, the final objective of this project is to compare the performance of these cycles to see how they are affected by the variations made on the parameters cited.