Descripción del proyecto
SEGUN LA NUEVA AGENDA ESTRATEGICA DE LA UNION EUROPEA (UE) PARA 2019-2024, UNA DE LAS PRINCIPALES PRIORIDADES ES CONSTRUIR UNA EUROPA CLIMATICAMENTE NEUTRA, VERDE, JUSTA Y SOCIAL. SE HA IDENTIFICADO COMO UNA DE LAS ACCIONES PRIORITARIAS EL ACELERAR LA TRANSICION A LAS ENERGIAS RENOVABLES Y AUMENTAR LA EFICIENCIA ENERGETICA. EN LINEA CON ESTO, EL ACUERDO VERDE EUROPEO TIENE COMO OBJETIVO HACER QUE EUROPA SEA NEUTRA EN CARBONO Y EFICIENTE EN EL USO DE LOS RECURSOS PARA 2050.LA INDUSTRIA ES ACTUALMENTE RESPONSABLE DE 21% DE LAS EMISIONES TOTALES DE CO2 EN EUROPA. ABORDAR ESTE SECTOR ES, POR TANTO, UN PUNTO CLAVE PARA ALCANZAR LOS OBJETIVOS ANTERIORES. LA INDUSTRIA REQUIERE UNA GRAN CANTIDAD DE CALOR A 100-200ºC, PARTICULARMENTE EN FORMA DE VAPOR, QUE GENERALMENTE SE PRODUCE CON CALDERAS DE GAS NATURAL.UNA ALTERNATIVA POTENCIALMENTE INTERESANTE PARA REDUCIR LAS EMISIONES EN LA INDUSTRIA ES GENERANDO EL CALOR MEDIANTE ENERGIA SOLAR (SISTEMAS SHIP). ESTO REQUIERE CONCENTRACION DE ENERGIA SOLAR AL IGUAL QUE EN PLANTAS TERMO-SOLARES DE GENERACION DE ENERGIA ELECTRICA. AUNQUE LA TECNOLOGIA ES SIMILAR, HAY DIFERENCIAS SIGNIFICATIVAS YA QUE LOS SISTEMAS SHIP REQUIEREN TEMPERATURAS DE 120-150 ºC EN LUGAR DE 300-400 ºC, EL TAMAÑO ES DE VARIOS CIENTOS DE KW EN LUGAR DE MW Y EL ALMACENAMIENTO TERMICO NO ES CON SALES FUNDIDAS.AUNQUE LAS PLANTAS TERMO-SOLARES CON CONCENTRACION SON UNA TECNOLOGIA RELATIVAMENTE MADURA (PARTICULARMENTE CON COLECTORES CILINDRICO-PARABOLICOS), LOS SISTEMAS SHIP SE ENCUENTRAN EN UNA ETAPA TEMPRANA DE DESARROLLO.LOS DESARROLLOS SHIP MAS HABITUALES HASTA EL MOMENTO EMPLEAN ACEITE TERMICO COMO FLUIDO CALOPORTADOR INTERMEDIO, CON ALGUNOS INCONVENIENTES COMO EL MANTENIMIENTO CON EL TIEMPO DE LA CALIDAD DEL ACEITE TERMICO, LAS POSIBLES FUGAS Y SU IMPACTO AMBIENTAL, O LA REDUCCION DE LA EFICIENCIA GLOBAL POR EL USO DE UN FLUIDO CALOPORTADOR INTERMEDIO ENTRE LA GENERACION Y DEMANDA. LA GENERACION DIRECTA DE VAPOR (DSG) PUEDE AYUDAR A RESOLVER LOS INCONVENIENTES ANTERIORES Y REDUCIR LOS COSTES. SIN EMBARGO, APARECEN EFECTOS NO DESEADOS COMO LOS GRADIENTES TERMICOS EN EL ABSORBEDOR Y EL CONTROL ES MAS COMPLEJO DEBIDO A LAS CARACTERISTICAS DE FLUJO BIFASICO EN EL INTERIOR DE LOS TUBOS. EL FLUJO DEBE SER ESTABLE Y EVITAR LAS INESTABILIDADES DE LEDINEGG. EL TUBO NO DEBE SECARSE Y, PARA ELLO, LA CALIDAD DEL VAPOR DEBE PERMANECER RELATIVAMENTE BAJA Y EL PATRON DE FLUJO DEBE SER ANULAR, CON EL VAPOR EN EL CENTRO DE LOS TUBOS.POR LOS MOTIVOS ANTERIORES, EL DISEÑO Y CONTROL DE LOS SISTEMAS DSG ES MAS COMPLEJO QUE CON ACEITE TERMICO INTERMEDIO.EL PRESENTE PROYECTO ESTA CENTRADO EN EL ANALISIS DE UN COLECTOR SOLAR DSG LINEAR FRESNEL (LFR) PARA PROPORCIONAR VAPOR PARA LA INDUSTRIA. EL DISEÑO NO ES TRIVIAL YA QUE LA DEMANDA ES VARIABLE, LAS INERCIAS TERMICAS SON RELATIVAMENTE PEQUEÑAS Y EL CONTROL DEL FLUJO DEBE SER ESTABLE. POR LO TANTO, HAY QUE PROFUNDIZAR EL TRABAJO PARA OBTENER SOLUCIONES DSG RENTABLES PARA LA INDUSTRIA.EL PROYECTO REQUIERE UNA MEJOR INSTRUMENTACION DE UNA INSTALACION YA EXISTENTE DE SOLATOM EN LA UNIVERSITAT POLITECNICA DE VALENCIA. LOS MODELOS (MODELO OPTICO, FLUJO BIFASICO, TAMBOR DE VAPOR) SERAN DINAMICOS Y ESTARAN INTEGRADOS EN MATLAB. EL GRUPO DE INVESTIGACION TIENE EXPERIENCIA PREVIA EN ESTOS TEMAS Y HA INICIADO YA MODELOS SIMILARES EN LOS ULTIMOS 2 AÑOS DENTRO DE LA TESIS DOCTORAL EN CURSO DE M.A. DAVID HERNANDEZ.