Evaluación de un sistema de almacenamiento de energía térmica mediante sales con cambio de fase

Abstract

Actualmente el mundo tiene cada vez una mayor necesidad de consumo de energía debido a los avances tecnológicos, es por ello que cada vez se tiene mayor preocupación por la eficiencia energética en los procesos de las plantas industriales y además se opta porque la procedencia de la energía sea de una fuente natural. Una de las plantas que obtienen energía de una fuente renovable son las plantas termosolares, pero éstas tienen un inconveniente, sólo producen energía cuando hay radiación solar y además debido a las limitaciones legislativas españolas en las que se limita la producción a 50 MW por lo que muchas veces tienen que desorientar sus espejos para no exceder dichos límites. Por todo esto se propone realizar un intercambiador de sales fundidas para poder extender la duración del ciclo en el caso de una planta termosolar (además de poder adaptarse mejor a la curva de demanda eléctrica), o en el caso de una instalación de media temperatura para poder incrementar el rendimiento global de la instalación (usos terciarios, doméstico, etc.). Los objetivos a resolver serán los siguientes: - Estudio de la geometría para aprovechar el cambio de fase con sales (calor latente + sensible). - Estudio de una geometría reducida para que el equipo sea de fácil transporte e instalación. - Resolución de problemas asociados al cambio de fase. - Resolución del problema térmico-mecánico acoplado. - Estudio de las tensiones mecánicas debido a los ciclos térmicos. - Evaluación final de la solución, descripción de posibles líneas de estudio.

Today the world has an increasing need for energy due to technological advances, this is why increasingly more caring energy efficiency in the processes of industrial plants and it is chosen a natural source as the energy source. One of the power plants that obtain energy from a renewable source are the concentrated solar power plants, but these have an inconvenient, they only produce energy when there is solar radiation and also due to the Spanish legislative limitations in which the production is limited to 50 MW, many times they have to disorient their mirrors so as not to exceed these limits. For all this it is proposed to carry out a molten salt exchanger in order to extend the cycle time in the case of a thermosolar plant (in addition to being able to adapt better to the electrical demand curve), or in the case of a medium temperature installation for to be able to increase the overall efficiency of the installation (for tertiary use, domestic use, etc.). The main objectives to be solved will be the following: - Geometry study for phase change with salts (latent + sensible heat). - Geometry study for easy transportation and installation of the equipment. - Phase change problems resolution. - Coupled thermal-mechanical problema resolution. - Mechanical stresses study due to thermal cycles. - Solution final evaluation.