Análisis de la dependencia del dimensionado de centrales termosolares de colectores cilindro parabólicos con la latitud

Abstract

En este trabajo se estudia y analiza la influencia de la latitud en el dimensionado de plantas termosolares de colectores cilindro parabólicos. Para llevar a cabo este estudio, se utiliza el programa de simulación System Advisor Model (SAM), en el que se introducen los datos meteorológicos de año de cielo despejado (CSY) y de año típico (TMY), para distintos emplazamientos caracterizados por su latitud. A través de un estudio paramétrico, se encuentra una combinación de parámetros claves en el dimensionado de una central de colectores cilindro parabólicos que hacen mínimo el Coste Nivelado de la Energía (LCOE) y, sobre los cuales, se realiza el análisis de la influencia de la latitud y de la meteorología a la hora de diseñar una planta termosolar de estas características. Los resultados obtenidos indican la clara dependencia del dimensionado de las plantas de concentración de energía solar de la irradiancia directa normal (DNI). Mientras mayor sea la DNI menor será el LCOE y las características del campo solar que se requieren para hacer este coste lo mínimo posible. A su vez, la DNI que llega a un emplazamiento depende de la latitud, de la nubosidad y de la turbiedad atmosférica, que también depende de la altitud de la localización. Entre los resultados de este trabajo, destaca que a medida que aumenta la latitud, la orientación N-S de los colectores va perdiendo sus ventajas frente a una orientación E-O. También se deduce que la meteorología tiene más influencia en el múltiplo solar si la orientación de los colectores es N-S que E-O. Mediante este trabajo se establece la importancia de considerar, a la hora de dimensionar un planta termosolar de colectores cilindro parabólicos, tanto la latitud como las condiciones meteorológicas del emplazamiento donde se va a colocar la planta.

In this project, an analysis about the latitude’s influence in the sizing of parabolic through collector (PTC) thermosolar plants is carried out. In order to do so, the simulation program System Advisor Model (SAM) processes the meteorological data from clear sky year (CSY) and typical meteorological year (TMY) in different locations. Through a parametrical study, a combination of key parameters in the sizing of a PTC plant is found. These parameters are the ones with which the minimum Levelized Cost of Energy (LCOE) is obtained and, based on them, the influence of latitude and meteorology in the sizing of these types of plants is studied. The results from this work indicate the clear dependence on direct normal irradiance (DNI) when dimensioning solar energy concentration plants. The higher the DNI is, the lower the LCOE is and so are the characteristics of the solar field that are required to make this cost as low as possible. Moreover, the DNI that reaches a site also depends on its latitude, cloudiness and atmospheric turbidity which is also related to the altitude of the site. Among the results from this project, it points out that as latitude increases, the orientation N-S of the collectors loses its advantages over an E-W orientation. It is also observed that meteorology has more influence over the solar multiple if the orientation of the collectors is N-S than if it is E-W. This work establishes the importance of considering when sizing a parabolic through collector solar concentrating plant, both the latitude and the meteorological conditions of the site where the plant will be placed.