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Investigación de diferentes sistemas de almacenamiento para el ciclo de Rankine orgánico impulsado por energía solar

Autores: Bellos, Evangelos; Sarakatsanis, Ioannis; Tzivanidis, Christos

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2020

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Acceso abierto

Artículo científico
2020

Investigación de diferentes sistemas de almacenamiento para el ciclo de Rankine orgánico impulsado por energía solar


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería de Sistemas

Palabras clave

Sistemas de almacenamiento térmico
Alimentados por energía solar
Ciclo de Rankine orgánico
Colectores de canal parabólico
Materiales de cambio de fase
Rocas cerámicas

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 20

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El objetivo del presente trabajo es el estudio de diferentes sistemas de almacenamiento térmico para un sistema de ciclo Orgánico de Rankine (ORC) alimentado por energía solar que opera con colectores de cilindro parabólico. El diseño convencional con almacenamiento de aceite térmico sensible se compara con una configuración de almacenamiento con aceite térmico y rocas cerámicas, así como se investiga el uso de almacenamiento latente con materiales de cambio de fase (PCMs). El sistema inicial se estudia de manera paramétrica, y se diseña adecuadamente para que el ciclo tenga un alto rendimiento. Se estudian diferentes fluidos orgánicos en el ciclo de Rankine orgánico y se investigan diferentes rocas como materiales de almacenamiento. Se encuentra que el tolueno es el mejor candidato en el ciclo y que las rocas cerámicas son el mejor candidato energética y financieramente. Los resultados finales demostraron que tanto el almacenamiento de aceite térmico-rocas cerámicas como el PCM son tecnologías mejores que el simple almacenamiento de aceite térmico sensible. Para el diseño con un área de recolección de 180 m y un volumen de tanque de almacenamiento de 8 m, el diseño de aceite térmico-rocas cerámicas conduce a una eficiencia del sistema del 13.89% y un valor presente neto (VPN) de 129.73 kEUR, el almacenamiento PCM al 13.97% y 128.66 kEUR, respectivamente, mientras que el caso de aceite térmico puro conduce al 12.48% y 105.32 kEUR, respectivamente. Además, es útil señalar que cuando el área de recolección varía de 160 m a 200 m con el volumen del tanque en 8 m, la mejora de la eficiencia con rocas cerámicas en comparación con el aceite puro oscila entre el 8.99% y el 12.39%, mientras que la mejora con PCM oscila entre el 7.96% y el 13.26%. Para las mismas condiciones, el VPN se mejora con rocas cerámicas del 18.35% al 25.79%, mientras que con PCM del 14.17% al 25.29%.

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