Optimización del sistema de disipación de calor para el ahorro de agua en la planta Enerstar-Villena

Abstract

En base a la necesidad de avances en el desarrollo de las energías renovables orientados a minimizar el consumo de agua en los procesos de refrigeración, este proyecto se centra en la simulación del funcionamiento de la planta termosolar Enerstar-Villena, para la cual se ha empleado el programa Solar Advisor Model (SAM) para la obtención de datos relativos al calor disipado en el ciclo Rankine, entre otros parámetros, para su posterior utilización en el cálculo del agua evaporada por el método Poppe mediante funciones desarrolladas en Matlab. Asimismo, se ha dimensionado un aerorrefrigerador seco para su posterior implementación en el sistema de disipación de calor existente con el que actualmente opera la central, que cuenta con una torre de refrigeración. Se han calculado, analizado y representado gráficamente la combinación de ambos equipos para una configuración en serie y otra en paralelo, con el objetivo de conseguir un sistema de refrigeración capaz de optimizar los consumos energéticos y de agua en el proceso de disipación de potencia. Los resultados obtenidos en la simulación del consumo de agua evaporada para la torre de refrigeración existente presentan un error relativo del 8,75%, un valor inferior al obtenido por SAM, un 15,54%, una diferencia que confirma la validez del método Poppe en el cálculo del agua evaporada y su mayor precisión con respecto al método empleado por NREL. Por otra parte, las dos configuraciones desarrolladas para la implementación del aerorrefrigerador con el objetivo de minimizar el consumo de agua han resultado en un consumo del 73,54% en el caso de la configuración en serie y un 79,72% para la configuración en paralelo con respecto al consumo de agua actual, lo que sitúa a la configuración en serie como una opción más sólida en lo referente a la reducción del agua evaporada, si bien la configuración en paralelo constituye una alternativa más rentable económicamente por su mayor flexibilidad, que permite maximizar el ahorro en función de las condiciones atmosféricas. Las diferencias económicas más favorables, no obstante, favorecen también a la configuración en serie, y estas pueden apreciarse en marzo, con un gasto de 22608,69€ para la configuración en paralelo y 20945,69€ para la configuración en serie respecto a los 32731,44€ asociados a la torre de refrigeración funcionando de forma individual, y en abril, donde se invertirían 37472,79€ en el funcionamiento en serie y 28360,15€ en paralelo, mientras que el funcionamiento actual supondría un gasto de 47907,09€.