High temperature thermal energy storage in packed bed - case study in food industry
- Autores: Burcu Kocak
- Directores de la Tesis: Halime Paksoy (dir. tes.), Ana Inés Fernández Renna (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2020
- Idioma: español
- Materias:
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- Resumen
El almacenamiento de energía térmica (TES) es una tecnología clave para aumentar la eficiencia de la energía solar en aplicaciones industriales. El objetivo principal de esta tesis es el desarrollo de un nuevo material de almacenamiento de calor sensible y sostenible que se pueda utilizar en un lecho fijo en el rango de temperatura de 130-180 °C en el sistema TES. En este estudio, se construyó el sistema TES de lecho fijo a escala de laboratorio y se desarrollaron nuevos materiales de almacenamiento de energía térmica sensible (STESM), sostenibles y de bajo coste basados en desechos de demolición (DW), para analizar su desempeño en aplicaciones solares industriales por debajo de 200 °C. Los resultados mostraron que el sistema de almacenamiento de energía térmica sensible STESM desarrollado a partir de DW tiene buenas propiedades térmicas y mecánicas. El lecho fijo a escala de laboratorio lleno del material desarrollado a partir de DW alcanzó un 67% de eficiencia energética en condiciones óptimas de funcionamiento, es decir, un 10% más que estudios similares en la literatura.
A la luz de los resultados obtenidos del sistema a escala de laboratorio, se han creado escenarios para aplicar el sistema a gran escala para beneficiarse de la energía solar en la industria alimentaria. El sistema de material de almacenamiento desarrollado a partir de desechos de escombros, como una aplicación de ejemplo, se simuló en el proceso de fritura de patatas fritas con un modelo numérico continuo unidimensional de dos fases. Los resultados mostraron que al integrar el sistema de colector parabólico de 5870 m2 y el tanque de almacenamiento de 200 m3, tanto el consumo de gas natural como la emisión de CO2 se pueden reducir en un 40%.
Como resultado, el lecho fijo lleno de material de almacenamiento desarrollado a partir de residuos de demolición, ha demostrado que el sistema TES puede ser un sistema de almacenamiento sostenible, de alto rendimiento y de bajo costo para aplicaciones solares industriales de hasta 750 °C.
Por lo tanto, además de aumentar la eficiencia de la energía solar y reducir el consumo de combustibles fósiles en aplicaciones industriales, se han evaluado los desechos de construcción y desechos que se han convertido en problemas ambientales mediante la protección de los recursos naturales.
