Análisis energético y exergético de diferentes configuraciones de ciclos Brayton de torre central con helio como fluido de trabajo

Abstract

[spa] La energía solar térmica es una de las energías renovables en la que multitud de investigadores están dedicando muchos recursos para mejorar sus elevados costes de capital, el rendimiento y la intermitencia del recurso solar mediante la mejora de los sistemas de captación solar, mejorar los ciclos de potencia y la utilización de sistemas de almacenamiento respectivamente. En los últimos años se ha comenzado a utilizar el ciclo Brayton cerrado con helio como ciclo de potencia de centrales termosolares, siendo una buena alternativa por las interesantes propiedades térmicas que presenta el helio, por ello en este trabajo se proponen 4 configuraciones diferentes para su estudio. Se definirán los distintos rendimientos que se van a utilizar, se describirá el modelo termodinámico que se ha desarrollado para simular cada una de las configuraciones y, por último, se presenta una validación de dicho modelo. La utilización de ciclos Brayton regenerativos con helio como fluido de trabajo puede ser una buena alternativa debido a los elevados rendimientos, superiores al 40 %, que se alcanzan en estos ciclos.

[eng] Solar thermal energy is one of the renewable energies in which many researchers are dedicating many resources to improve their high capital costs, performance, and intermittency of the solar resource by improving solar collection systems, improving power cycles and the use of storage systems respectively. In recent years it has begun to use the Brayton cycle closed with helium as a power cycle of solar thermal power plants, being a good alternative for the interesting thermal properties that helium presents, so in this work 4 different configurations are proposed for study. The different yields to be used will be defined, the thermodynamic model that has been developed to simulate each of the configurations will be described and, finally, a validation of said model is presented. The use of regenerative Brayton cycles with helium as a working fluid can be a good alternative due to the high yields, above 40%, that are achieved in these cycles.