Modelo Dinámico de un Recuperador de Gases -Sales Fundidas para una Planta Termosolar Híbrida de Energías Renovables

Abstract

En este artículo se presenta un modelo dinámico para un recuperador de gases-sales fundidas incluido en una planta de demostración de una tecnología de hibridación de plantas termosolares con otras fuentes de energías renovables. Tanto el demostrador como el modelo se han desarrollado en elámbito del proyecto HYSOL. Este trabajo describe brevemente dicho proyecto, su tecnología, demostrador y principalmente el modelo dinámico del recuperador, cuyo estado estacionario ha sido comparado con los cálculos de diseño. El artículo se completa con simulaciones dinámicas donde se estudia la convergencia del modelo, la contribución de los distintos procesos físicos a la transferencia de calor y el impacto de las condiciones ambientales a las pérdidas térmicas.

Control de un recuperador de sales en una planta termosolar híbrida

“…Transversalmente a los tubos ascienden los gases de escape de la turbina de biogás, que mediante transferencia de calor por convección incrementan la temperatura del fluido térmico. Este caudal es incontrolable, pues depende de la actuación de la turbina de biogás que se encuentra sujeta a la demanda externa, por lo que es considerado una perturbación [5].…”

“…Figura 1: Esquema del proceso con el recuperador de gases [5] De este modo, es sencillo deducir que para un mayor flujo másico de sales por el recuperador, la temperatura de salida será inferior pues estas se ven expuestas durante menos tiempo a la transferencia de calor. Además, existen ciertos tramos en los extremos de cada tubo del recuperador en los cuales no se produce transferencia alguna, lo cual puede ser interpretado como un tiempo de retardo en el sistema.…”

“…En el caso del diseño de planta híbrida del proyecto HYSOL [9], el recuperador de calor aprovecha los gases de salida de la turbina de gas con el fin de calentar las sales fundidas almacenadas, incrementando de esta forma la eficiencia global del sistema y la gestionabilidad de la energía con el fin de mantener la demanda requerida. En el marco del proyecto HYSOL se construyó una planta de demostración en el cluster de innovación termosolar de Manchasol (propiedad de ACS/Cobra), en Castilla La Mancha, España [5] con el fin de evaluar la configuración termosolar híbrida propuesta. A partir del diseño del sistema, se extrajo un modelo teórico y se desarrolló un simulador [5], así como una estrategia de control basada en el modelo no lineal del proceso [4].…”

“…En el marco del proyecto HYSOL se construyó una planta de demostración en el cluster de innovación termosolar de Manchasol (propiedad de ACS/Cobra), en Castilla La Mancha, España [5] con el fin de evaluar la configuración termosolar híbrida propuesta. A partir del diseño del sistema, se extrajo un modelo teórico y se desarrolló un simulador [5], así como una estrategia de control basada en el modelo no lineal del proceso [4].…”