Análisis energético de una planta de producción de frío solar mediante tecnología Fresnel 2012

5. Anexos

5.1. Anexo de cálculo teórico

Para el estudio energético, se ha utilizado una implementación de las ecuaciones descritas en el punto 3.1, dicha implementación se ha realizado

mediante el programa EES, dichos programas se introducirán en el disco del proyecto. Además de las ecuaciones del apartado 3, se ha añadido el

balance en la MADE. Dichas ecuaciones y los parámetros característicos se han obtenido de la referencia: [4] páginas 12 - 14. De la cual podemos

extraer a modo simplificado las ecuaciones básicas y los parámetros fundamentales. Dichas ecuaciones y parámetros son los siguientes:

Tabla 43. Parámetros para el balance en la MADE

Análisis energético de una planta de producción de frío solar mediante tecnología Fresnel 2012

106

Julio Martí Romero

Mediante los parámetros anteriores se puede resolver las ecuaciones siguientes:

= (Ecuación 37)

- ) (Ecuación 38)

- ) (Ecuación 39)

- ) (Ecuación 40)

= HIR * CAPACIDAD * (Ecuación 41)

CAPACIDAD =

(Ecuación 42)

= MIN - ) , CAPACIDAD * ) (Ecuación 43)

HIR = (Ecuación 44)

(Ecuación 45)

(Ecuación 46)

(Ecuación 47)

(Ecuación 48)

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5.1.1. Balance General variación de la radiación.

Ind Q_inc Q_abs Q_sol Q_cond COP_f Q_F T_captsal T_condent T_condsal T_evapent T_evapsal T_captent Q_gen

[W/m2] W W W W

W [ºC] [ºC] [ºC] [ºC] [ºC] [ºC] W

100 35,2 14,08 13,38 13,6 0,01712 0,2289 180 36,67 37 12 7 178,4 13,38

200 70,4 28,16 26,75 47 0,7569 20,25 180 35,87 37 12 7 176,8 26,75

300 105,6 42,24 40,13 79,43 0,9793 39,3 180 35,09 37 12 7 175,2 40,13

400 140,8 56,32 53,5 111,4 1,082 57,9 180 34,32 37 12 7 173,6 53,5

500 176 70,4 66,88 143,2 1,141 76,31 180 33,56 37 12 7 172 66,88

600 211,2 84,48 80,26 174,9 1,18 94,68 180 32,8 37 12 7 170,4 80,26

700 246,4 98,56 93,63 206,7 1,208 113,1 180 32,04 37 12 7 168,8 93,63

800 281,6 112,6 107 238,6 1,23 131,6 180 31,27 37 12 7 167,2 107

900 316,8 126,7 120,4 270,5 1,247 150,2 180 30,5 37 12 7 165,6 120,4

1000 352 140,8 133,8 302,6 1,262 168,8 180 29,73 37 12 7 164 133,8

Tabla 44. Resultados obtenidos para el estudio teórico (caso1)

Análisis energético de una planta de producción de frío solar mediante tecnología Fresnel 2012

108

Julio Martí Romero

5.1.2. Balance General variación del GN quemado.

V_gas Q_inc Q_abs Q_cond COP_f Q_F T_captsal T_condent Q_gen Q_sol Q_gas m_capt m_cond m_evap T_captent

W W W

W [ºC] [ºC] W W W [m3/h] [m3/h] [m3/h] [ºC]

0,00 176 70,4 149,3 1,232 82,4 180 30 66,88 66,88 0 3,854 18,74 14,17 163,4

0,22 176 70,4 215,5 1,273 120,7 175,3 30 94,84 66,88 27,96 5,384 27,06 20,75 163,4

0,44 176 70,4 277,8 1,262 155 172,7 30 122,8 66,88 55,92 6,915 34,88 26,65 163,4

0,67 176 70,4 337,1 1,236 186,4 171 30 150,8 66,88 83,88 8,445 42,33 32,04 163,4

0,89 176 70,4 394,2 1,206 215,5 169,8 30 178,7 66,88 111,8 9,976 49,49 37,04 163,4

1,11 176 70,4 449,4 1,174 242,7 169 30 206,7 66,88 139,8 11,51 56,42 41,72 163,4

1,33 176 70,4 503 1,144 268,4 168,3 30 234,6 66,88 167,8 13,04 63,16 46,13 163,4

1,56 176 70,4 555,3 1,115 292,7 167,8 30 262,6 66,88 195,7 14,57 69,73 50,32 163,4

1,78 176 70,4 606,5 1,088 316 167,4 30 290,6 66,88 223,7 16,1 76,16 54,32 163,4

2,00 176 70,4 656,8 1,062 338,3 167 30 318,5 66,88 251,6 17,63 82,46 58,15 163,4

Tabla 45. Resultados obtenidos para el estudio teórico (caso2)

Análisis energético de una planta de producción de frío solar mediante tecnología Fresnel 2012

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5.1.3. Balance General variación de GN quemado y Radiación solar.

En el documento del proyecto, nos basamos para realizar la evaluación energética teórica de este caso numero 3, en el cual existe una variación del

GN quemado (Nm3/s) representado en la columna de la izquierda y una variación de la radiación directa sobre los espejos de la planta (W/m2),

mediante la simulación del modelo teórico obtuvimos los resultados mostrados en las sucesivas tablas que se muestran a continuación.

Potencia en el Generador

V_gas\Irrad. 300 400 500 600 700 800 900 1000

0 40,13 53,5 66,88 80,26 93,63 107 120,4 133,8

0,2143 67,09 80,47 93,84 107,2 120,6 134 147,3 160,7

0,4286 94,05 107,4 120,8 134,2 147,6 160,9 174,3 187,7

0,6429 121 134,4 147,8 161,1 174,5 187,9 201,3 214,6

0,8571 148 161,3 174,7 188,1 201,5 214,9 228,2 241,6

1,071 174,9 188,3 201,7 215,1 228,4 241,8 255,2 268,6

1,286 201,9 215,3 228,6 242 255,4 268,8 282,2 295,5

1,5 228,9 242,2 255,6 269 282,4 295,7 309,1 322,5

Tabla 46. Potencia en el generador teórica (caso3)

Análisis energético de una planta de producción de frío solar mediante tecnología Fresnel 2012

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Julio Martí Romero

Potencia frigorífica

V_gas\Irrad. 300 400 500 600 700 800 900 1000

0 40,38 62,2 82,4 101,3 119,1 136 152,2 167,6

0,2143 82,71 101,6 119,4 136,3 152,4 167,9 182,7 197

0,4286 119,7 136,6 152,7 168,1 182,9 197,2 211 224,4

0,6429 152,9 168,3 183,1 197,4 211,2 224,6 237,5 250,1

0,8571 183,4 197,6 211,4 224,8 237,7 250,3 262,6 274,6

1,071 211,6 225 237,9 250,5 262,8 274,7 286,4 297,8

1,286 238,1 250,7 263 274,9 286,6 298 309,1 320

1,5 263,2 275,1 286,8 298,1 309,3 320,2 330,9 341,3

Tabla 47. Potencia frigorífica teórica (caso3)

Análisis energético de una planta de producción de frío solar mediante tecnología Fresnel 2012

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Julio Martí Romero

Potencia de condensación

V_gas\Irrad. 300 400 500 600 700 800 900 1000

0 80,5 115,7 149,3 181,6 212,8 243,1 272,6 301,4

0,2143 149,8 182,1 213,2 243,5 273 301,8 330 357,7

0,4286 213,7 244 273,5 302,3 330,5 358,1 385,3 412,1

0,6429 273,9 302,7 330,9 358,6 385,7 412,5 438,8 464,8

0,8571 331,3 359 386,2 412,9 439,2 465,2 490,8 516,2

1,071 386,6 413,3 439,6 465,6 491,2 516,6 541,6 566,4

1,286 440 466 491,6 516,9 542 566,7 591,3 615,5

1,5 492 517,3 542,4 567,1 591,6 615,9 640 663,8

Tabla 48. Potencia de condensación teórica (caso3)

Análisis energético de una planta de producción de frío solar mediante tecnología Fresnel 2012

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Julio Martí Romero

COP

V_gas\Irrad. 300 400 500 600 700 800 900 1000

0 1,006 1,162 1,232 1,262 1,272 1,271 1,264 1,253

0,2143 1,233 1,263 1,272 1,271 1,264 1,253 1,24 1,226

0,4286 1,272 1,271 1,264 1,253 1,24 1,225 1,211 1,195

0,6429 1,264 1,253 1,239 1,225 1,21 1,195 1,18 1,165

0,8571 1,239 1,225 1,21 1,195 1,18 1,165 1,151 1,136

1,071 1,21 1,195 1,18 1,165 1,15 1,136 1,122 1,109

1,286 1,18 1,165 1,15 1,136 1,122 1,109 1,096 1,083

1,5 1,15 1,136 1,122 1,108 1,095 1,083 1,07 1,058

Tabla 49. COP teórico (caso3)

Análisis energético de una planta de producción de frío solar mediante tecnología Fresnel 2012

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Julio Martí Romero

Temperatura de Salida de captadores

V_gas\Irrad. 300 400 500 600 700 800 900 1000

0 180 180 180 180 180 180 180 180

0,2143 173,5 174,6 175,4 176 176,4 176,8 177,1 177,3

0,4286 170,7 171,9 172,8 173,5 174,1 174,6 175 175,4

0,6429 169,1 170,2 171,1 171,9 172,5 173,1 173,5 173,9

0,8571 168,1 169,1 170 170,7 171,3 171,9 172,4 172,8

1,071 167,4 168,3 169,1 169,8 170,4 171 171,4 171,9

1,286 166,8 167,7 168,4 169,1 169,7 170,2 170,7 171,1

1,5 166,4 167,2 167,9 168,5 169,1 169,6 170,1 170,5

Tabla 50. Temperatura de salida de captadores teórica (caso3)

Análisis energético de una planta de producción de frío solar mediante tecnología Fresnel 2012

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Julio Martí Romero

Caudal de captadores

V_gas\Irrad. 300 400 500 600 700 800 900 1000

0 2,312 3,083 3,854 4,624 5,395 6,166 6,937 7,707

0,2143 3,788 4,559 5,33 6,1 6,871 7,642 8,412 9,183

0,4286 5,264 6,035 6,805 7,576 8,347 9,118 9,888 10,66

0,6429 6,74 7,51 8,281 9,052 9,823 10,59 11,36 12,13

0,8571 8,216 8,986 9,757 10,53 11,3 12,07 12,84 13,61

1,071 9,691 10,46 11,23 12 12,77 13,55 14,32 15,09

1,286 11,17 11,94 12,71 13,48 14,25 15,02 15,79 16,56

1,5 12,64 13,41 14,18 14,96 15,73 16,5 17,27 18,04

Tabla 51. Caudal de captadores teórico (caso3)

Análisis energético de una planta de producción de frío solar mediante tecnología Fresnel 2012

115

Julio Martí Romero

Caudal de condensación

V_gas\Irrad. 300 400 500 600 700 800 900 1000

0 10,11 14,53 18,74 22,8 26,71 30,52 34,22 37,84

0,2143 18,81 22,86 26,77 30,58 34,28 37,9 41,44 44,91

0,4286 26,84 30,63 34,34 37,95 41,49 44,97 48,38 51,74

0,6429 34,39 38,01 41,55 45,02 48,43 51,79 55,1 58,36

0,8571 41,6 45,07 48,49 51,84 55,15 58,41 61,63 64,81

1,071 48,54 51,89 55,2 58,46 61,68 64,86 68 71,11

1,286 55,25 58,51 61,73 64,91 68,05 71,16 74,24 77,29

1,5 61,78 64,96 68,1 71,21 74,29 77,33 80,36 83,35

Tabla 52. Caudal de condensación teórico (caso3)

Análisis energético de una planta de producción de frío solar mediante tecnología Fresnel 2012

116

Julio Martí Romero

Caudal de evaporación

V_gas\Irrad. 300 400 500 600 700 800 900 1000

0 6,941 10,69 14,17 17,41 20,48 23,39 26,16 28,81

0,2143 14,22 17,46 20,53 23,43 26,2 28,86 31,41 33,86

0,4286 20,57 23,48 26,24 28,9 31,44 33,9 36,27 38,57

0,6429 26,29 28,94 31,48 33,94 36,31 38,61 40,83 43

0,8571 31,52 33,98 36,35 38,64 40,87 43,03 45,14 47,2

1,071 36,38 38,68 40,9 43,07 45,17 47,23 49,23 51,19

1,286 40,94 43,1 45,21 47,26 49,26 51,22 53,14 55,01

1,5 45,24 47,29 49,29 51,25 53,17 55,04 56,88 58,68

Tabla 53. Caudal de evaporación teórico (caso3)