Análisis de una planta híbrida solar-f´ósil de ciclo combinado.

Abstract

El presente Trabajo Fin de Grado aborda el análisis energético de una planta híbrida solar-fósil de ciclo combinado (Integrated Solar Combined Cycle, ISCC). Para ello, tomando como referencia el Ciclo Combinado II de la Central Térmica de Granadilla (Tenerife), se han empleado los softwares de simulación DWSIM y SAM (System Advisor Model). En DWSIM se ha modelado el ciclo combinado, mientras que en SAM la central solar térmica, empleando la tecnología de torre central. En primer lugar, se ha estudiado el ciclo combinado gas-vapor operando a distintos grados de carga parcial, seleccionando uno de ellos como punto de diseño sobre el que realizar la hibridación solar-fósil. Posteriormente, se ha diseñado la planta solar térmica de torre central, donde la premisa ha sido optimizar la energía térmica anual producida por unidad de área ocupada, a través del análisis de la capacidad de almacenamiento y el múltiplo solar (Solar Multiple, SM). Del estudio se obtiene la energía eléctrica adicional que es posible generar a partir de la incorporación solar anualmente, donde los principales efectos de la hibridación son el aumento de la potencia neta del ciclo y la reducción del consumo de combustible, con la correspondiente menor emisión de gases de efecto invernadero (Greenhouse Gases, GHG). Asimismo, la hibridación solar-fósil supondría un impulso en la integración de las energías renovables en Canarias, donde la transición energética avanza lentamente y urge tomar medidas de cara al cumplimiento de los próximos objetivos, nacionales e internacionales, en materia energética y medioambiental.

The present Final Degree Project tackles the energy analysis of an Integrated Solar Combined Cycle (ISCC) Power Plant. To this end, taking the Combined Cycle II of Granadilla Thermal Power Plant as a reference, the simulation software DWSIM and SAM (System Advisor Model) have been used. The combined cycle has been modelled using DWSIM, whereas the solar thermal plant was modelled using SAM, utilizing the central receiver system. First, the combined cycle has been studied under different partial load values, taking one of them as the design point to make the solar-fossil hybridization. Subsequently, the premise to design the solar thermal plant was to optimize the yearly thermal energy produced per occupied unit area, through the analysis of the storage capacity (full load hours of storage) and the solar multiple. From the study, the additional yearly electric power produced due to the incorporation of the solar system is obtained, where the hybridization major effects are the increase in net output power and the reduction in fuel consumption, leading to less greenhouse gases emissions. Likewise, the solar-fossil hybridization would provide a boost in renewable energy integration in the Canary Islands, where the energy transition is currently happening at a slow pace and it is urgent to take actions to fulfil green transition objectives as quickly as possible, in energy and environmental matters.