Investigación de un nuevo ciclo orgánico transcritico de CO impulsado por colectores solares de canal parabólico
Autores: Bellos, Evangelos; Tzivanidis, Christos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Investigación de un nuevo ciclo orgánico transcritico de CO impulsado por colectores solares de canal parabólico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Estudio
Optimización
Transcrítico
Ciclo de Rankine orgánico
CO2
Colector solar de canal parabólico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo del presente estudio es la investigación detallada y la optimización de un ciclo de Rankine orgánico transcrítico que opera con CO. La novedad de este sistema es que el CO se calienta dentro de un colector solar de canal parabólico y no hay un circuito secundario entre el colector solar y el CO. Por lo tanto, la configuración examinada presenta un rendimiento mejorado debido a las temperaturas de operación más altas del fluido de trabajo en la entrada de la turbina. El sistema se estudia de forma paramétrica y se optimiza investigando diferentes niveles de presión y temperatura en la entrada de la turbina. La simulación se realiza con un modelo matemático validado que ha sido desarrollado en el software Engineering Equation Solver. Según los resultados, la temperatura óptima de entrada a la turbina varía de 713 a 847 K, mientras que una presión más alta en la entrada de la turbina mejora la producción de electricidad. En el escenario por defecto (entrada de la turbina a 800 K y presión de la turbina a 200 bar), la eficiencia del sistema es del 24.27% con una irradiación solar de 800 W/m^2. Una investigación dinámica del sistema para el clima de Atenas (Grecia) demostró que la eficiencia anual de la unidad es del 19.80%, el período de recuperación simple de la inversión es de 7.88 años y la reducción anual de emisiones de CO es de 48.7 toneladas.
Descripción
El objetivo del presente estudio es la investigación detallada y la optimización de un ciclo de Rankine orgánico transcrítico que opera con CO. La novedad de este sistema es que el CO se calienta dentro de un colector solar de canal parabólico y no hay un circuito secundario entre el colector solar y el CO. Por lo tanto, la configuración examinada presenta un rendimiento mejorado debido a las temperaturas de operación más altas del fluido de trabajo en la entrada de la turbina. El sistema se estudia de forma paramétrica y se optimiza investigando diferentes niveles de presión y temperatura en la entrada de la turbina. La simulación se realiza con un modelo matemático validado que ha sido desarrollado en el software Engineering Equation Solver. Según los resultados, la temperatura óptima de entrada a la turbina varía de 713 a 847 K, mientras que una presión más alta en la entrada de la turbina mejora la producción de electricidad. En el escenario por defecto (entrada de la turbina a 800 K y presión de la turbina a 200 bar), la eficiencia del sistema es del 24.27% con una irradiación solar de 800 W/m^2. Una investigación dinámica del sistema para el clima de Atenas (Grecia) demostró que la eficiencia anual de la unidad es del 19.80%, el período de recuperación simple de la inversión es de 7.88 años y la reducción anual de emisiones de CO es de 48.7 toneladas.