Analisis y optimizacion energetica de heliostatos de membrana tensionada en plantas solares con receptor centralaplicacion a un proceso de reformado de metano

Abstract

La optimizacion de plantas solares con receptor central para aplicaciones quimicas como el reformado de metano, requiere el desarrollo de heliostatos de bajo coste y la solucion del problema de conexion receptor/reactor. En el primer caso este trabajo resuelve aspectos del diseño y construccion de un heliostato innovador de membrana tensionada, con medicion de flujo energetico de un modulo experimental de 7 m2, modelizacion estructural y posterior simulacion optico-energetica mediante el codigo helios. Los resultados muestran dispersiones en la imagen de 3.5 a 3.8 mrad y un comportamiento analogo al de heliostatos de vidrio/metal con reducciones de coste del 30%. En el segundo caso se realiza la modelizacion y analisis mediante ecuaciones de variacion del intercambio de calor en reformadores convectivos conectados a receptores solares. Se han obtenido flujos de calor de 80 kw/m2 para tubos calentados por helio y de 54 kw/m2 para tubos calentados por aire. La optimizacion economica con el codigo aspoc de plantas comerciales entre 100 y 300 mw que incluian los sistemas anteriormente desarrollados, ha permitido conocer la influencia de parametros como distribucion del campo de heliostatos, altura de la torre y forma del receptor, asi como definir una planta optima con costes de produccion inferiores a los de plantas con combustible fosil.