Noticias

Visita de la Presidenta del Consejo Social de la Universidad de Almería al CIESOL

La Presidenta del Consejo Social de la Universidad de Almer

Ayudas para contratos predoctorales para la formación de doctores 2016

Plataforma Solar de Almería. Plazos de solicitud 13/09/2016

Nueva Campaña de Acceso SFERA2

Ya se ha abierto la cuarta y última campaña de acceso de S

Diversificando el uso de la Energía Solar

Simulación y control de instalaciones termosolares de captadores cilindroparabólicos en aplicaciones industriales y de refrigeración
P10-RNM-5927

CIESOL responsiva
CONTACTOS
L. Valenzuela
M. Pérez
FUENTE DE FINACIACIÓN

Junta de Andalucía. Proyecto de Excelencia 2010

FECHA DE INICIO

03/2011

FECHA DE FINALIZACIÓN

03/2015

Junta de Andaluca

Participantes:

  • Grupo de Inv. “Automática, Robótica y Mecatrónica”. Universidad de Almería (TEP 197)

  • Unidad de “Concentración Solar”. PSA-CIEMAT

Situación: En curso.

Resumen:

Desarrollos recientes por parte de diversos fabricantes y organismos de investigación de concentradores cilindroparabólicos de baja apertura, con y sin cubierta transparente, está permitiendo contar con dispositivos de conversión termosolar idóneos para aplicaciones de tipo industrial y refrigeración por absorción por doble efecto, caracterizadas por un rango térmico comprendido entre los 100 y 250ºC. A pesar de ello, la multiplicidad de esquemas de acoplamiento generador-demanda existentes derivada de la propia diversidad de los procesos industriales a considerar así como el carácter netamente no estacionario de los mismos exige un esfuerzo de investigación y desarrollo que permita a) establecer un marco de simulación que proporcione un dimensionado correcto de las instalaciones y b) la elaboración de algoritmos de control que optimicen la operación rutinaria de las mismas. De forma paralela al desarrollo de las herramientas anteriores, es necesaria la realización de un análisis de potencialidad de mercado basado en la valoración de la demanda térmica industrial regional y la optimización técnico-económica de casos de estudio específicos que permitan la generación de proyectos de ejecución abordables. Este proyecto deriva del proyecto CAPSOL (Desarrollo de un captador solar cilindroparabólico para aplicaciones térmicas hasta 250ºC) del Plan Nacional de Investigación. Programa de Investigación Aplicada Colaborativa (CIT-440000-2008-5) coordinado por el CIEMAT con la participación de la Universidad de Almería y Composites y Sol S.L y del proyecto de investigación “Simulación de plantas termosolares de captadores cilindroparabólicos para generación de calor de proceso” realizado en colaboración de la Fundação para a Ciência e a Tecnologia de Portugal.

Objetivos:

  • Elaboración de pautas de demanda térmica en instalaciones industriales y de refrigeración orientadas a la simulación dinámica de proyectos de integración de campos de captadores cilindroparabólicos.

  • Elaboración de una base de datos de elementos (captadores solares, sistemas de almacenamiento, controladores, bombas,…) y esquemas de acoplamiento de sub-sistemas.

  • Desarrollo y validación de los modelos matemáticos de los procesos de intercambio de masa y energía e integración de los mismos en una plataforma computacional específica.

  • Realización de estudios de optimización de instalaciones y procesos a partir de la explotación de plataforma computacional desarrollada.

  • Integración de los resultados del proyecto en una guía de que facilite a ingenieros y diseñadores el acceso a opciones simplificadas de integración campo solar/proceso.

  • Diseño de recursos divulgativos para su difusión entre los potenciales usuarios incluyendo aspectos medioambientales y tecnoeconómicos.

Resultados durante 2014:

Durante esta anualdad, un vez alcanzados los objetivos de desarrollo y explotación de modelos y de caracterizaciones de demanda previas a las estimaciones tecnico-económicas que han servido para contar con las valoraciones detalladas de funcionamiento y viabilidad de instalaciones de captadores solares cilindroparabólicos en distintas industrias, los esfuerzos principales se han dedicado a la transferencia de tecnología. Para lo que se han seleccionado dos ámbitos diferenciados buscando a) establecer lazos con socios industriales y desarrolladores potenciales de proyectos tanto a nivel nacional como a nivel internacional y b) unificar con iniciativas oficiales o industriales de mayor nivel los aspectos del proyecto relacionados con la eleboración de guías de diseño y los recursos divulgativos dirigidos a usuarios finales. En este sentido se han seleccionado dos plataformas y se ha participado activamente en ambas. La primera de ellas es el grupo especializado de media temperatura de la Plataforma Tecnológica Nacional Solar Concentra y la segunda es la Task 49 (Solar Heat Integration in Industrial Processes) del programa Solar Heating and Cooling de la agencia Internacional de la Energía.

pasteurizacion

Representación simplificada para guías de diseño de instalaciones de procesos de pasteurización

(Task 49: Integration Guideline Guideline for solar planners, energy consultants and process engineers. Deliverable B 2)

lay-out

Fig. 2.4.3. Propuesta a usuarios de lay-out de instalaciones de generación direcxta de vapor para aplicaciones industriales a partir de captadores cilindroparabólicos (Task 49: Integration Guideline Guideline for solar planners, energy consultants and process engineers. Deliverable B 2)

En esta anualidad, el trabajo de vigilancia tecnológica a fabricantes que se ha venido realizando así como el análisis de los potenciales casos de aplicación ha servido para detectar la necesidad de un concentrador solar adaptable y compacto para uso en demandas térmicas de amplio rango, incluyendo baja temperatura, especialemnte cuando las mismas presentan con pautas estacionales establecidas, como pudieran ser demandas altas temperaturas para demandas frigoríficas en máquinas de doble efecto en verano y demandas de ACS en invierno como ocurre, p.e. en los hoteles. Se ha ideado un concepto y configuración, que se se ha sometido a solicitud de protección mediante patente en el marco de este proyecto.

Publicaciones:

Revistas

  • Fernández-García, A., M.E. Rojas, M. Pérez, R. Silva, Q. Hernández-Escobedo, F. Manzano. A parabolic-trough collector for cleaner industrial process heat. Journal of Cleaner Production, 89, 272-285, 2015. DOI:10.1016/j.jclepro.2014.11.018
  • Pérez, M., V. Fernández, F. Cabrera, A. Mimet, H. Boushaba. Alternativa solar térmica: Refrigeración de alimentos y medicinas en entornos aislados. Era Solar, 180, 14-23, 2014.
  • Silva, R., Cabrera F.J., Pérez-García M. Process Heat Generation with Parabolic Trough Collectors for a Vegetables Preservation Industry in Southern Spain. Energy Procedia 2014, 48, 1210-1216. DOI: 10.1016/j.egypro.2014.02.137
  • Silva, R., M. Pérez, M. Berenguel, L. Valenzuela, E. Zarza. Uncertainty and Global Sensitivity Analysis in the Design of Parabolic-Trough Direct Steam Generation Plants for Process Heat Applications. Applied Energy, 121, 233-244, 2014. Impact factor 5.261, 7/82 Q1 (Energy and Fuels), 6/133 Q1 (Engineering, Chemical).
  • Silva, R., M. Berenguel, M. Pérez, A. Fernández-García. Thermo-economic design optimization of parabolic trough solar plants for industrial process heat applications with memetic algorithms. Applied Energy 113, 603-614, 2014. Impact factor 5.261, 7/82 Q1 (Energy and Fuels), 6/133 Q1 (Engineering, Chemical).

Congresos

  • Rodríguez-Gil D., Silva R., Cabrera F.J., Pérez-García M. Design of a high solar fraction parabolic trough solar plant for an industrial laundry in Southern Spain. 11 International Conference on Solar Heating and Cooling. Gleisdorf (Austria). Junio 2014.
  • Cabrera, F.J., Pérez-García, M. Silva, R. Availability and variability of solar radiation data for modeling of solar thermal installations in Andalusia (Spain). EuroSun 2014 - International Conference on Solar Energy and Buildings. Aix les Bains (Francia) Septiembre 2014.
  • Pérez-García M., Cabrera F.J., Silva, R. Solar heat for agro-industrial processes: an analysis of potential use for Southern Spain. EuroSun 2014 - International Conference on Solar Energy and Buildings. Aix les Bains (Francia) Septiembre 2014.

Patentes: Concentrador Solar Multimodo

  • Inventores (p.o. de firma): Ricardo Silva, Aranzazu Fernández, Manuel Pérez, Manuel Berenguel, Loreto Valenzuela, Eduardo Zarza
  • N. de solicitud: P201400974
  • País de prioridad: España
  • Fecha de solicitud: 18/11/2014
  • Entidad titular: Universidad de Almería/Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas.