Evaluación de un sistema de generación de vapor de uso industrial asistido con energía solar concentrada

Abstract

En este trabajo se evalúa el desempeño de un sistema de generación de vapor de baja entalpía para uso industrial. El sistema incluye un circuito térmico acoplado a un captador de energía solar mediante un concentrador solar tipo cilíndrico parabólico. Además, cuenta con un sistema auxiliar de energía eléctrica que permite mantener una temperatura constante en el fluido térmico compensando, de esta manera, las fluctuaciones de la radiación solar incidente. Se realizaron ensayos experimentales de este sistema conectado al concentrador solar en el interior utilizando solo la energía proveniente del sistema auxiliar de energía con el fin de evaluar los saltos térmicos en cada uno de sus componentes y la capacidad de generación de vapor. Con el sistema aislado, el fluido térmico alcanzó una temperatura del orden 135 °C al ingreso del generador de vapor produciendo un salto térmico en el intercambiador de calor del generador de vapor de 15 °C. También se estudió el tiempo de respuesta del sistema que permitirá determinar el comportamiento del concentrador solar en un ensayo de exterior. El caudal de vapor generado en estado estacionario de este sistema fue de 1,0 kg/h y la eficiencia térmica global fue del 45 %.

In this work the performance of a low enthalpy steam generation system for industrial processes is evaluated. The system includes a thermal loop coupled to a parabolic trough solar collector. To compensate for fluctuations in incident solar radiation and ensure a constant temperature in the thermal fluid, an auxiliary energy system is included. In order to evaluate the thermal gap in each of its components and the steam generation capacity, experimental tests were carried out indoors using only the energy from the auxiliary system. With the system isolated, the thermal fluid reached a temperature of around 135 °C at the inlet to the steam generator. The thermal jump in the heat exchanger was 15 °C. The response time of the system was also studied. This will allow determining the behavior of the PTC in an outdoor test. The steam flow generated in steady state was 1.0 kg/h and the global thermal efficiency was 45 %.