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Título:	Diseño Térmico de un Sistema Híbrido de Concentración Solar de Pequeña Potencia
Autor:	Santiz Gomez, Hermenegildo%661726
Data:	2018-01-25
Editora:	Tecnológico Nacional de México
metadata.dc.publisher.tecnm:	Centro Nacional de Investigación y Desarrollo Tecnológico
Descrição:	En este trabajo de tesis se presenta el desarrollo de un diseño básico de sistema híbrido solar-biomasa de pequeña potencia (100 kWe), que permita generar energía eléctrica de forma continua en oblaciones rurales. El sistema híbrido propuesto consiste de un campo solar de captadores cilindro parabólicos de generación directa de vapor y de un sistema de producción de biogás a partir de biomasa de nopal. La metodología general para el desarrollo de la tesis consta de cuatro etapas principales que son: 1) Selección del escenario, 2) Diseño del campo solar incorporado a un ciclo Rankine, 3) Diseño de un biodigestor para la producción de biogás y 4) Acoplamiento de ambos sistemas para la generación de energía eléctrica de forma continua, sistema híbrido. Se eligió el municipio de Juárez, en el Estado de Chihuahua, como un escenario adecuado para la posterior implementación del sistema híbrido ya que tiene un gran número de viviendas sin energía eléctrica. Esta región presenta una elevada radiación solar directa que puede ser aprovechada para generar vapor en el tubo absorbedor de captadores cilindro parabólicos y subsiguientemente generar energía eléctrica alimentando el vapor a un bloque de potencia convencional (ciclo Rankine). Los parámetros de diseño se determinaron en base al día típico de mayor insolación en Cd. Juárez (25 de mayo). Para la selección del tipo de captador y del bloque de potencia (turbina y generador eléctrico) se consideraron equipos disponibles en el mercado con las características técnicas pertinentes para satisfacer las condiciones de operación en el punto de diseño. Mediante el Software RELAP se diseñó el campo solar y se determinó el comportamiento termohidráulico del flujo bifásico agua vapor en el interior del tubo absorbedor de los captadores. El área de captación del campo solar se calculó de 2124 m2 requiriéndose 204 captadores con 1.04 m apertura y 9.965 m de longitud. Se estableció la proporción de energía que puede producir el campo solar a diferentes valores de radiación solar directa. El dimensionamiento del biodigestor se realizó considerando un proceso de digestión anaeróbica y las características fisicoquímicas del nopal. El sistema de biogás está pensado como un sistema de apoyo en horario nocturno o cuando el campo solar no proporcione la energía térmica requerida a causa de una disminución de la radiación solar directa. Se seleccionó un acople en paralelo del sistema híbrido para que ambos sistemas puedan operar por separado o en forma conjunta. La cantidad de biogás requerida a potencia eléctrica máxima (100 kWh) es de 3108.6 m3biogás/d que implica un volumen de biodigestor de 1880 m3. Este volumen se reduce en un 45% al tomar en cuenta que el consumo nocturno de energía en una población rural disminuye considerablemente. El sistema híbrido diseñado es capaz de abastecer de energía eléctrica de forma continua a una población rural de 580 casas de bajo consumo (4.12 kWh/d).
metadata.dc.type:	info:eu-repo/semantics/masterThesis
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