Simulación y optimización de centrales de generación directa de vapor con captadores cilindroparabólicos usando un modelo cuasidinámico

Zusammenfassung

La generación directa de vapor (GDV) en captadores cilindroparabólicos es una de las tecnologías más prometedoras para producción de energía eléctrica de origen renovable. Sin embargo, todavía presenta algunos retos e incertidumbres que deben analizarse en profundidad por medio de herramientas de simulación adecuadas. En esta tesis se define y desarrolla un modelo de simulación cuasidinámico en el software TRNSYS para una central GDV, incluyendo el campo solar y el bloque de potencia, que es capaz de tratar situaciones como arranques, paradas y transitorios solares de forma precisa y con recursos computacionales limitados. Tanto el modelo del campo solar como el del bloque de potencia se han validado con datos reales, bien de una instalación experimental o de una central termosolar comercial. El modelo de central GDV se ha empleado para analizar diversos aspectos operativos que resultan de interés para la tecnología, como la comparación entre el uso de presión fija y presión deslizante para la regulación del vapor y el impacto de condiciones de radiación solar no homogénea en el campo solar. Por último, se ha llevado a cabo una optimización de centrales GDV mediante el modelo desarrollado, atendiendo a diversos criterios (condiciones de presión y temperatura del vapor, longitud del lazo de captadores, número de extracciones de turbina, tamaño del campo solar) desde un punto de vista tanto técnico como económico e incluyendo distintas opciones de configuración del campo solar y del bloque de potencia.