Desarrollo de una herramienta de estimación de costes de sistemas micro CSP basados en turbinas de gas y disco parabólico

Abstract

En este trabajo se realiza un análisis termodinámico y económico de una instalación de concentradores solares de disco parabólico acoplados a micro turbinas de gas (Disco-mTG) como forma de estudio de su viabilidad técnica y económica en función de la localidad donde se vaya a instalar. El sistema en cuestión puede contar con un módulo de tratamiento de agua de forma que pueda producir electricidad y agua potable al mismo tiempo, siendo la producción eléctrica de entre 6 y 30 kW. Este aspecto supone un gran interés para zonas aisladas y subdesarrolladas. El LCoE de esta tecnología es menor que en el caso de la energía fotovoltaica cuando ésta se refiere a instalaciones de potencia reducida, lo cual sugiere que se pueden alcanzar resultados positivos con esta nueva tecnología. Tras realizar un modelo matemático y evaluar los aspectos técnicos de la instalación junto con una optimización de la misma, se obtiene que el rendimiento del sistema es del 19%, ya que el rendimiento de la microturbina es del 25.7%. Aunque estos valores parezcan bajos, al incorporar el módulo de tratamiento de agua se puede aumentar el rendimiento del sistema hasta un 65%. Con respecto al análisis de costes se tiene que los resultados son muy dispares en función de la localización y el nivel de producción de la planta, teniendo que para una potencia eléctrica de 12 kW el coste de la misma puede estar entre 3600 y 6200 €/kW.

In this project, a thermodynamic and economic analysis of a concentrator solar disc coupled with a micro gas turbine (Disc-mGT) has been done, with the aim of studying its technical and economic viability depending on the location of the installation. This system is able to have a desalination module to provide drinking water at the same time as electricity, which could be between 6 and 30 kW. This aspect represents a huge interest for places which are isolated and underdeveloped. The LCoE of this technology is less than the one for photovoltaic energy when it refers to low production, which suggests that the result of the Disc-mGT could be positive. After completing a mathematical model and evaluating the technical aspects of the installation in addition to an optimization, an efficiency of the system of 19% was achieved, due to the fact that the efficiency of the microturbine is about 25.7%. Despite these values being low, if the desalination module is incorporated, the efficiency of the system can achieve 65%. In reference to the cost analysis, the result depends on the location and the productivity; for an electric power of 12 kW, the cost is around 3600 and 6200 €/kW