Modelado, Validación y Análisis de un Campo de Colectores Solares Concentradores Integrado con una Red de Calefacción Distrital
Autores: Jensen, Adam R.; Sifnaios, Ioannis
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelado, Validación y Análisis de un Campo de Colectores Solares Concentradores Integrado con una Red de Calefacción Distrital
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía solar
Palabras clave
Colectores solares
Sistemas de calefacción distrital
Campo de colectores de trófica parabólica
Calderas de biomasa
Sistema de ciclo orgánico de Rankine
Modelo de simulación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
En los últimos años, los colectores solares de concentración se han integrado en varios sistemas de calefacción urbana con el objetivo de aprovechar sus bajas pérdidas de calor. El presente estudio investiga la planta de energía combinada de calor y electricidad de Brønderslev, que consiste en un campo de colectores de trófico parabólico de 16.6 MW, dos calderas de biomasa y un sistema de ciclo orgánico de Rankine. El estudio se centra en el rendimiento del campo de colectores solares y su integración con la red de calefacción urbana. Una caracterización in situ del campo de colectores solares parabólicos utilizando el método de prueba cuasi-dinámica encontró que el campo tenía una eficiencia máxima del 72.7%. Además, se presentó e implementó una estrategia de control para suministrar una temperatura de salida constante a la red de calefacción urbana en un modelo de simulación TRNSYS del campo de colectores solares. El modelo de simulación desarrollado fue validado mediante comparación con datos de medición. Posteriormente, se utilizó el modelo de simulación para realizar un análisis de sensibilidad sobre la influencia del espaciado de las filas de colectores y la orientación del eje de seguimiento. Los resultados mostraron que la actual rotación del eje de seguimiento subóptima, necesaria por la geografía del lugar, solo redujo la producción anual de energía en un 1% en comparación con la configuración óptima. Además, solo hubo mejoras menores en la producción anual de calor cuando el espaciado de las filas se incrementó más allá de 15 m (relación de cobertura del suelo de 0.38).
Descripción
En los últimos años, los colectores solares de concentración se han integrado en varios sistemas de calefacción urbana con el objetivo de aprovechar sus bajas pérdidas de calor. El presente estudio investiga la planta de energía combinada de calor y electricidad de Brønderslev, que consiste en un campo de colectores de trófico parabólico de 16.6 MW, dos calderas de biomasa y un sistema de ciclo orgánico de Rankine. El estudio se centra en el rendimiento del campo de colectores solares y su integración con la red de calefacción urbana. Una caracterización in situ del campo de colectores solares parabólicos utilizando el método de prueba cuasi-dinámica encontró que el campo tenía una eficiencia máxima del 72.7%. Además, se presentó e implementó una estrategia de control para suministrar una temperatura de salida constante a la red de calefacción urbana en un modelo de simulación TRNSYS del campo de colectores solares. El modelo de simulación desarrollado fue validado mediante comparación con datos de medición. Posteriormente, se utilizó el modelo de simulación para realizar un análisis de sensibilidad sobre la influencia del espaciado de las filas de colectores y la orientación del eje de seguimiento. Los resultados mostraron que la actual rotación del eje de seguimiento subóptima, necesaria por la geografía del lugar, solo redujo la producción anual de energía en un 1% en comparación con la configuración óptima. Además, solo hubo mejoras menores en la producción anual de calor cuando el espaciado de las filas se incrementó más allá de 15 m (relación de cobertura del suelo de 0.38).