Optimización financiera de un ciclo de Rankine orgánico impulsado por energía solar
Autores: Bellos, Evangelos; Tzivanidis, Christos
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Optimización financiera de un ciclo de Rankine orgánico impulsado por energía solar
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería de Sistemas
Palabras clave
Impulsado por energía solar
Ciclo de Rankine orgánico
Canal parabólico
Optimización financiera
Eficiencia energética
Optimización multiobjetivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
El objetivo de este trabajo es la optimización financiera de un ciclo de Rankine orgánico impulsado por energía solar. Los colectores solares de canal parabólico se utilizan como el sistema de concentración solar más maduro y también hay un sistema de almacenamiento sensible. La unidad se examina para la ubicación de Atenas en Grecia para su funcionamiento durante el año. El análisis se realiza con un modelo dinámico desarrollado en el lenguaje de programación FORTRAN. Además, se ha utilizado un modelo termodinámico desarrollado en Engineering Equation Solver para determinar la eficiencia nominal del ciclo. El sistema se optimiza con varios criterios financieros, así como con criterios energéticos. Las variables de optimización son el área de recolección y el volumen del tanque de almacenamiento, mientras que la producción nominal de energía se selecciona en 10 kW. Según los resultados finales, el período de recuperación mínimo es de 8,37 años y se encuentra para un área de recolección de 160 m y un tanque de almacenamiento de 14 m, mientras que para el mismo punto de diseño, el costo nivelado de la electricidad se minimiza a 0,0969 EUR por kWh. El valor presente neto máximo es de 123 kEUR y se encuentra para un área de recolección de 220 m y un volumen de tanque de almacenamiento de 14 m. Además, la eficiencia energética máxima del sistema se encuentra en 15,38%, y, en este caso, el área de recolección es de 140 m y el volumen del tanque de almacenamiento es de 12 m. Por último, una optimización multiobjetivo demostró que el caso óptimo general es para un área de recolección de 160 m y un tanque de almacenamiento de 14 m.
Descripción
El objetivo de este trabajo es la optimización financiera de un ciclo de Rankine orgánico impulsado por energía solar. Los colectores solares de canal parabólico se utilizan como el sistema de concentración solar más maduro y también hay un sistema de almacenamiento sensible. La unidad se examina para la ubicación de Atenas en Grecia para su funcionamiento durante el año. El análisis se realiza con un modelo dinámico desarrollado en el lenguaje de programación FORTRAN. Además, se ha utilizado un modelo termodinámico desarrollado en Engineering Equation Solver para determinar la eficiencia nominal del ciclo. El sistema se optimiza con varios criterios financieros, así como con criterios energéticos. Las variables de optimización son el área de recolección y el volumen del tanque de almacenamiento, mientras que la producción nominal de energía se selecciona en 10 kW. Según los resultados finales, el período de recuperación mínimo es de 8,37 años y se encuentra para un área de recolección de 160 m y un tanque de almacenamiento de 14 m, mientras que para el mismo punto de diseño, el costo nivelado de la electricidad se minimiza a 0,0969 EUR por kWh. El valor presente neto máximo es de 123 kEUR y se encuentra para un área de recolección de 220 m y un volumen de tanque de almacenamiento de 14 m. Además, la eficiencia energética máxima del sistema se encuentra en 15,38%, y, en este caso, el área de recolección es de 140 m y el volumen del tanque de almacenamiento es de 12 m. Por último, una optimización multiobjetivo demostró que el caso óptimo general es para un área de recolección de 160 m y un tanque de almacenamiento de 14 m.