Despacho Eléctrico Flexible de un Ciclo Combinado Solar Integrado a través del Almacenamiento de Energía Térmica y la Producción de Hidrógeno
Autores: Reyes-Belmonte, Miguel Ángel; Ambrona-Bermúdez, Alejandra; Calvo-Blázquez, Daniel
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Despacho Eléctrico Flexible de un Ciclo Combinado Solar Integrado a través del Almacenamiento de Energía Térmica y la Producción de Hidrógeno
Categoría
Energía
Subcategoría
Energía térmica
Palabras clave
Ciclo combinado solar
Almacenamiento de energía
Análisis tecnoeconómico
Sales fundidas
Generación de hidrógeno
Demanda de la red
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, se ha optimizado la operación flexible de una planta de energía de Ciclo Combinado Solar Integrado (ISCC) considerando dos enfoques diferentes de almacenamiento de energía. El objetivo de esta propuesta es satisfacer la demanda variable de la red de los usuarios durante un período prolongado al menor costo de electricidad. Se han analizado configuraciones de almacenamiento de energía térmica (TES) a temperatura media y generación de hidrógeno desde un punto de vista tecnoeconómico. Los resultados encontrados de la performance anual de la planta solar indican que la solución de almacenamiento en sales fundidas es preferible debido al menor costo nivelado de electricidad (0.122 USD/kWh en comparación con 0.158 USD/kWh del caso de generación de hidrógeno) debido a las menores eficiencias de conversión de los componentes de la planta de hidrógeno. Sin embargo, la configuración de la planta de hidrógeno superó, en términos de disponibilidad de la planta y cobertura de la demanda de la red, ya que menos restricciones de diseño resultaron en una cobertura total de demanda de 2155 h por año. También se encontró que las curvas de demanda de la red de los países industriales limitan el despliegue de sistemas TES a temperatura media acoplados a plantas de energía ISCC, ya que sus curvas de demanda típicas se caracterizan por una menor demanda de energía alrededor del mediodía solar, cuando la radiación solar es más alta. En tales escenarios, el diseño de la turbina Brayton está limitado por la demanda de la red al mediodía, lo que restringe el diseño de la potencia térmica del campo solar y del receptor.
Descripción
En este trabajo, se ha optimizado la operación flexible de una planta de energía de Ciclo Combinado Solar Integrado (ISCC) considerando dos enfoques diferentes de almacenamiento de energía. El objetivo de esta propuesta es satisfacer la demanda variable de la red de los usuarios durante un período prolongado al menor costo de electricidad. Se han analizado configuraciones de almacenamiento de energía térmica (TES) a temperatura media y generación de hidrógeno desde un punto de vista tecnoeconómico. Los resultados encontrados de la performance anual de la planta solar indican que la solución de almacenamiento en sales fundidas es preferible debido al menor costo nivelado de electricidad (0.122 USD/kWh en comparación con 0.158 USD/kWh del caso de generación de hidrógeno) debido a las menores eficiencias de conversión de los componentes de la planta de hidrógeno. Sin embargo, la configuración de la planta de hidrógeno superó, en términos de disponibilidad de la planta y cobertura de la demanda de la red, ya que menos restricciones de diseño resultaron en una cobertura total de demanda de 2155 h por año. También se encontró que las curvas de demanda de la red de los países industriales limitan el despliegue de sistemas TES a temperatura media acoplados a plantas de energía ISCC, ya que sus curvas de demanda típicas se caracterizan por una menor demanda de energía alrededor del mediodía solar, cuando la radiación solar es más alta. En tales escenarios, el diseño de la turbina Brayton está limitado por la demanda de la red al mediodía, lo que restringe el diseño de la potencia térmica del campo solar y del receptor.