Resumen de Influencia del regenerador en un ciclo Brayton solar
Susana Sánchez Orgaz, Alejandro Medina Domínguez, Antonio Calvo Hernández
Las plantas de potencia basadas en turbinas de gas termosolares son previsiblemente plantas de generación eléctrica, limpias e interesantes desde el punto de vista comercial, pero todavía es necesario un trabajo de I+D+i con objeto de aumentar su eficiencia y competitividad, en relación a otros sistemas de generación. Analizamos en este trabajo, la influencia del regenerador de la turbina, en el rendimiento global de una turbina tipo Brayton acoplada a un concentrador solar. Se consideran diversos tipos de pérdidas en la turbina [1] y pérdidas por transferencia de calor desde el colector por radiación [2]. Realizamos un estudio del rendimiento global máximo del sistema combinado, como función de la efectividad del regenerador, con diferentes configuraciones de plantas: desde la más simple, con una turbina, un compresor y regeneración (CBTX), hasta los casos de dos compresores y dos turbinas con regeneración (CICBTBTX) y Ericsson (E). Una de las principales conclusiones es que en el caso simple, CBTX, no es evidente que, con objeto de aumentar el rendimiento global de la planta termosolar, se deba hacer una inversión extra en mejorar la efectividad del regenerador, cómo sería de esperar, en el caso de una turbina de gas simple con cámara de combustión. Hemos analizado dos posibles formas de evitar esta disfunción [3]. En una de ellas se sugiere la inclusión de más etapas de compresión y expansión con los correspondientes calentadores y refrigeradores intermedios. En la segunda se propone optimizar el sistema combinado desde una perspectiva global, es decir, diseñándolo de tal modo que la relación de temperaturas (asociada al concentrador solar) y la relación de presiones (asociada a la turbina), proporcionen un rendimiento doblemente optimizado, respecto a los dos parámetros simultáneamente. Dicho de otro modo, se hace necesario en el diseño de la planta no simplemente acoplar dos subsistemas diseñados independientemente, si no hacer un diseño global que proporcione un rendimiento conjunto óptimo.
