Plantas termosolares de receptor central: almacenamiento térmico con medios sólidos.

Abstract

[ES]En este Trabajo de Fin de Grado se estudia el funcionamiento de una planta termosolar de concentración de torre central híbrida y con almacenamiento térmico de energía. Para ello, se realiza una simulación con el software TRNSYS, un programa basado en componentes que permite simular sistemas no estacionarios, con procesos transitorios. La planta termosolar simulada está basada en la del proyecto SOLUGAS, un prototipo pionero en tecnología de torre central con ciclo Brayton de alta temperatura. A esta planta se le añade almacenamiento térmico en lecho de rocas (packed bed) cilíndrico y con flujo axial. Se estudian alúmina y cuarcita como materiales en la packed bed. Se utiliza aire como fluido de trabajo en el ciclo termodinámico y como fluido de transferencia de calor. La hibridación se realiza mediante una cámara de combustión, empleando gas natural como combustible. Por otro lado, se compara el funcionamiento de la planta con y sin almacenamiento térmico. Por último, se analiza el efecto del almacenamiento térmico de energía en el rendimiento, el solar share y el consumo de combustible.

[EN]This Degree Project is devoted to develop a simulation scheme for a hybrid Central Receiver System (CRS) Concentrated Solar Power (CSP) plant with Thermal Energy Storage (TES). For this purpose, the component-based software TRNSYS is used. The CSP plant is based on the SOLUGAS project’s one, a pioneer CRS prototype operating with high temperature Brayton cycle. For thermal energy storage, a cylindrical packed bed with axial flow is added. Alumina and quarzite are studied as filler materials in the packed bed. Air is the working fluid flowing through the thermodynamic cycle and the Heat Transfer Fluid (HTF). Hybridization is performed using a combustion chamber which employs natural gas as fuel. On the other hand, hybrid CRS plant operation with and without TES is compared. Finally, the effect of TES on efficiency, solar share and fuel consumption is analysed