Diseño, análisis y optimización de un generador termoeléctrico mediante calor geotérmico de origen volcánico
Consultable a partir de
2025-10-01
Fecha
2020Autor
Versión
Acceso embargado 5 años / 5 urteko bahitura
Tipo
Trabajo Fin de Máster/Master Amaierako Lana
Impacto
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nodoi-noplumx
|
Resumen
Frente al actual problema energético al que nos enfrentamos, la termoelectricidad
aplicada a la energía geotérmica tiene un gran potencial de futuro. Esta tecnología
conlleva grandes ventajas como, entre otras, su robustez, fiabilidad, no necesita
mantenimiento ya que es una tecnología sin partes móviles, ausencia de ruidos, y es una
energía totalmente renovable y limpia. Sin embargo, la efic ...
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Frente al actual problema energético al que nos enfrentamos, la termoelectricidad
aplicada a la energía geotérmica tiene un gran potencial de futuro. Esta tecnología
conlleva grandes ventajas como, entre otras, su robustez, fiabilidad, no necesita
mantenimiento ya que es una tecnología sin partes móviles, ausencia de ruidos, y es una
energía totalmente renovable y limpia. Sin embargo, la eficiencia de un generador
termoeléctrico depende en gran medida de los intercambiadores de calor. Por ello es de
gran importancia que estos sean lo más eficientes posible.
El objetivo de este proyecto es diseñar y estudiar un prototipo de generador
termoeléctrico que sea capaz de transformar en electricidad un gradiente de temperaturas
entre el ambiente y el calor del suelo del Parque Nacional de Timanfaya. Para ello, se han
diseñado y construido intercambiadores de calor específicamente para esta aplicación. La
función de estos intercambiadores será transportar el calor con la máxima eficiencia
posible desde el interior del sondeo (foco caliente) hasta los módulos termoeléctricos,
utilizando una parte de este calor para generar electricidad y otra parte para disiparlo al
medio ambiente a través de intercambiadores en el lado frío. El principio de
funcionamiento de todos estos intercambiadores será el intercambio de calor por
termosifón y cambio de fase.
Para lograr el diseño completo, se propusieron y valoraron diferentes soluciones
para las diferentes partes que componen el prototipo. Finalmente, se realizó un estudio
económico. [--]
In view of the current energy problem we are facing, thermoelectricity applied to
geothermal energy has great future potential. This technology has great advantages such
as, among others, its robustness, reliability, it does not need maintenance as it is a
technology without mobile parts, absence of noise, and it is a totally renewable and clean
energy. However, the efficiency of a thermoelec ...
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In view of the current energy problem we are facing, thermoelectricity applied to
geothermal energy has great future potential. This technology has great advantages such
as, among others, its robustness, reliability, it does not need maintenance as it is a
technology without mobile parts, absence of noise, and it is a totally renewable and clean
energy. However, the efficiency of a thermoelectric generator depends largely on the heat
exchangers. In this sense, it is very important that these are as efficient as possible.
The aim of this project is to design and study a prototype thermoelectric generator
that is capable of transforming a temperature gradient between the environment and the
heat of the soil in the Timanfaya National Park into electricity. For this purpose, heat
exchangers have been designed and built specifically for this application. The function of
these exchangers is to transport the heat as efficiently as possible from the inside of the
borehole (hot spot) to the thermoelectric modules, using part of this heat to generate
electricity and another part to dissipate it into the environment through exchangers on the
cold side. The operating principle of all these exchangers will be heat exchange by
thermosiphon and phase change.
To achieve the complete design, different solutions were proposed and evaluated
for the different parts of the prototype. Finally, an economic study was carried out. [--]
Materias
Generador termoeléctrico,
Anomalías geotérmicas,
Temosifón,
Intercambiador de calor,
Cambio de fase,
Thermoelectric generator,
Geothermal anomalies,
Thermosiphon,
Heat exchanger,
Phase change
Titulación
Máster Universitario en Ingeniería Industrial por la Universidad Pública de Navarra /
Nafarroako Unibertsitate Publikoko Unibertsitate Masterra Industria Ingeniaritzan