Estudio de un sistema de desalación por ósmosis inversa alimentado mediante una planta solar termoeléctrica con captadores Fresnel

Abstract

El objetivo del presente trabajo de Fin de Grado es el dimensionamiento de una planta desaladora de agua de mar con tecnología de ósmosis inversa, además, el dimensionamiento de una central solar termoeléctrica, que emplea la tecnología de colectores solares lineales Fresnel con sistema de almacenamiento térmico. Para llevarlo a cabo en primer lugar el dimensionamiento de la planta desaladora se ha tomado una planta real como referencia, así como para el dimensionado de la central solar termoeléctrica. Para la ubicación de ambas centrales se ha decidido establecer en Tenerife, concretamente en el Polígono Industrial de Granadilla. Se ha elegido dicha ubicación porque reúne las condiciones idóneas para el uso de energías renovables. Las condiciones climatológicas se han obtenido a partir de la web “Photovoltaic Geographical Information System” (PVGIS). El diseño y dimensionamiento de la planta desaladora se llevó a cabo partiendo de los datos disponibles sobre la planta desaladora de agua de mar establecida en el Polígono Industrial de Granadilla. Por otro lado, para el desarrollo de la central solar termoeléctrica se tomó como referencia un modelo de diseño de ciclo OR dado por la empresa Turboden. En este caso se realiza un análisis tecno-económico para profundizar en la viabilidad que tendría satisfacer parte de la demanda de energía de una planta desaladora de agua de mar con la utilización de una central solar termoeléctrica. Para el estudio y dimensionamiento de la planta desaladora se utlizaron diversos programas, los cuales son: IMSDesign, Lewa Plus y Energy Recovery. Para el dimensionamiento de la central solar se utilizó el programa SAM “System Advisor Model”, elaborado por National Renewable Energy Laboratory. Este software en cuestión ha permitido simular el funcionamiento de la central, teniendo como valores de entrada los obtenidos del ciclo OR que se ha tomado como referencia. Se lleva a cabo un estudio sobre la viabilidad de la implantación de ambas centrales, donde se da a conocer el presupuesto de la planta desaladora, así como de la influencia del precio del agua por metro cúbico por la utilización de energía renovables. Finalmente, se expone la masa de dióxido de carbono que se reduciría con la utilización de la central solar termoelécrica.

The objective of this End-of-Degree work is the sizing of a seawater desalination plant with reverse osmosis technology, in addition, the sizing of a thermoelectric solar power plant, which uses the technology of Fresnel linear solar collectors with thermal storage system . To carry this out, first of all, the sizing of the desalination plant has been taken as a real plant as a reference, as well as for sizing the thermoelectric solar plant. For the location of both plants, it has been decided to establish in Tenerife, specifically in the Granadilla Industrial Park. This location has been chosen because it meets the ideal conditions for the use of renewable energy. The weather conditions have been obtained from the website "Photovoltaic Geographical Information System" (PVGIS). The design and sizing of the desalination plant was carried out based on the data available on the seawater desalination plant established in the Granadilla Industrial Estate. On the other hand, for the development of the thermoelectric solar plant, an OR cycle design model given by the Turboden company was taken as a reference. In this case, a technoeconomic analysis is carried out to deepen the feasibility of meeting part of the energy demand of a seawater desalination plant with the use of a thermoelectric solar plant. For the study and sizing of the desalination plant, various programs were used, which are: IMSDesign, Lewa Plus and Energy Recovery. For the sizing of the solar power plant, the SAM program “System Advisor Model” was used, prepared by the National Renewable Energy Laboratory. This software in question has made it possible to simulate the operation of the control unit, taking as input values those obtained from the OR cycle that has been taken as a reference. A study is carried out on the feasibility of the implementation of both plants, where the budget of the desalination plant is disclosed, as well as the influence of the price of water per cubic meter due to the use of renewable energy. Finally, the mass of carbon dioxide that would be reduced with the use of the thermoelectric solar power plant is exposed.