Estudio de viabilidad técnica de un sistema termo solar con tecnología Fresnel para la producción de electricidad en el Departamento de la Guajira

Abstract

Este trabajo propone modelar matemáticamente una planta solar térmica, implementando tecnologías Fresnel. El modelo global, está estructurado por dos ciclos termodinámicos, el primero es un ciclo de transferencia de calor que concentra la irradiación solar a través de espejos. El calor disponible en la superficie de los espejos es dirigido a un receptor ubicado en el punto focal, por donde fluye un aceite térmico orgánico (Therminol VP1), que alcanza temperaturas de trabajo de 400 °C. Para aprovechar el calor útil absorbido por el aceite térmico, se modeló la geométrica que permite determinar los ángulos que calculan la posición relativa del sol con respecto a la planta solar. Además, se modeló las dimensiones opto-geométricas para calcular el efecto sombra y la intercepción solar y la posición del receptor. Al ciclo de transferencia de calor se le integra un Ciclo Orgánico Ranking (ORC), que utiliza fluidos orgánicos refrigerantes. Los fluidos orgánicos utilizados son el R245fa, R600 y R236fa, debido a sus propiedades. Los balances de masa y energía en el ciclo de trabajo se realizaron de acuerdo a cada fluido seleccionado, donde se determinó la potencia generada por la turbina, la potencia consumida en la bomba y la eficiencia global del ciclo de trabajo. Los valores arrojados por el modelo de potencia eléctrica, están sujetos a la variación de parámetros, tales como: la temperatura ambiente, irradiación solar y velocidad del viento.