Mejora del sistema de almacenamiento de energía en centrales termosolares mediante nanofluidos basados en sales fundidas
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Título
Mejora del sistema de almacenamiento de energía en centrales termosolares mediante nanofluidos basados en sales fundidasAutoría
Tutor/Supervisor; Universidad.Departamento
Hernández López, Leonor; Universitat Jaume I. Departament d'Enginyeria Mecànica i Construcció; Mondragón Cazorla, Rosa; Universitat Jaume I. Departament d'Enginyeria Mecànica i ConstruccióFecha de publicación
2020-07-28Editor
Universitat Jaume IResumen
Tras la firma del acuerdo de Paris en el año 2015, las compañías de generación eléctrica
apostaron fuertemente por la generación de energía a partir de fuentes renovables. Entre
ellas, destaca la energía solar de ... [+]
Tras la firma del acuerdo de Paris en el año 2015, las compañías de generación eléctrica
apostaron fuertemente por la generación de energía a partir de fuentes renovables. Entre
ellas, destaca la energía solar de concentración (CSP), con una capacidad mundial instalada
de 7,6 GWt·h actualmente.
Este tipo de centrales permiten generar energía eléctrica a partir de la radiación solar. No
obstante, con el fin de desacoplar la generación de energía eléctrica de ésta, existen
centrales termosolares que permiten el almacenamiento de energía, consiguiendo así una
producción de energía eléctrica en períodos sin radiación solar.
El funcionamiento de estas centrales se basa en el desplazamiento de un fluido capaz de
absorber el calor generado sobre una superficie por la radiación del sol. El fluido absorbe el
calor y es dirigido a unos tanques de almacenamiento desde los cuales se envía la cantidad
necesaria a un intercambiador de calor para generar vapor que desplaza la turbina acoplada
a un generador. El fluido no utilizado permanecerá caliente en el tanque y podrá ser enviado
al intercambiado cuando sea necesario.
En este tipo de centrales el fluido utilizado son sales que se funden a alta temperatura, con
ciertas propiedades de transferencia de calor y de almacenamiento de energía, que si se
pudieran mejorar aumentarían la eficiencia y rendimiento de este tipo de centrales.
El presente estudio se centra en la mejora de la eficiencia de las centrales CSP con
almacenamiento, tanto desde el punto de vista de la transferencia de calor como de la
capacidad de almacenamiento, mediante el uso de un fluido con propiedades térmicas
mejoradas. Se propone la utilización de un nanofluido basado en la sal fundida HITEC a la
cual se le incorporan nanopartículas de alúmina. La adición en la concentración óptima de
nanopartículas a la sal fundida, permite mejorar su conductividad térmica y su calor
específico y por lo tanto mejorar la transferencia y almacenamiento de calor y en
consecuencia la eficiencia de las centrales solares.
Para evaluar la mejora de la eficiencia del proceso se ha determinado de forma experimental
el calor específico (mediante calorimetría diferencial de barrido, DSC) y la viscosidad
(reología) de los fluidos y se han obtenido su conductividad térmica y densidad a partir de
los modelos existentes en la bibliografía. Con estos valores se ha calculado la mejora en el
coeficiente de trasferencia y la capacidad de almacenamiento de calor sensible para
distintas concentraciones de nanopartículas. Además, para asegurar el buen funcionamiento
del sistema se ha medido la estabilidad de los nanofluidos a partir de la evolución temporal
de la distribución de tamaños de las nanopartículas, mediante DLS a alta temperatura.
En cuanto a los resultados, se calcularán mejoras en el coeficiente de transferencia de la sal
fundida y también en la capacidad de almacenamiento de ésta, permitiendo así evaluar la
mejora en la eficiencia en las plantas de CSP al incluir nanopartículas en el material.
Finalmente, a parte del propio estudio planteado que será descrito en la memoria del
proyecto, éste incorporará un estudio de viabilidad económica y el correspondiente
presupuesto. Además, el pliego de condiciones del proyecto será presentado, tal y como
indica la norma UNE 157001:2014. [-]
Palabras clave / Materias
Descripción
Treball final de Màster Universitari en Enginyeria Industrial. Codi: SJA020. Curs acadèmic: 2019/2020
Tipo de documento
info:eu-repo/semantics/masterThesisDerechos de acceso
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info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
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