7. Resultados de cálculo -...

Diseño básico de planta solar termoeléctrica de 100 kW

71 Resultados de cálculo

7. Resultados de cálculo

7.1 Resultados de cálculo del campo solar

Con las hipótesis consideradas sobre el campo solar, como se ha expuesto en el capítulo

anterior, se introduce un fichero de entrada en Windelsol tal que se obtenga el flujo deseado

en el día de diseño sin tener en cuenta los resultados obtenidos acerca del receptor o el

bloque de potencia.

Por lo tanto, la carta de entrada en Windelsol introducida para obtener 420 kWt en el

receptor el día 81 juliano a las 0 horas solares es la siguiente:

NEW INPUT

&BASIC

Iprob=4

Itape=1

REFSOL=0.85

ASTART=82.5

/

&FIELD

RADMAX=9.0

INORTH=1

/

&HSTAT

WM=6.0

HM=3.2

NCANTX=3

NCANTY=3

DENSMR=0.99

RMIRL=0.94

ICANT=-1

/

&REC

THT=30.0

TOWL=60.0



TOWD=5.0

IREC=2

W=1.5

IAUTOP=2

RX=1.5

RY=1.5

/

&NLFLUX

Iflx=1

DIAMF=1.5

Nxflx=13

FAZMIN=90.0

FAZMAX=270.0

Nyflx=13

FZMIN=-4.0

FZMAX=12.0

Icavf=1

FLXLIM=0.6E+8

/

&NLEFF

REFTHP=0.5E6

REFLP=50.0

/

&REC

/

&OPT

NUMTHT=10

THTST=20.0

THTEND=40.0

NUMREC=10

WST=1.0

WEND=5.0

Numopt=1

POPTMN=0.6E5

POPTMX=0.6E5

SMULT=2.7



Iplfl=1

Iotape=1

Irerun=1

/

&NLFLUX

Iflx=1

DIAMF=1.5

Nxflx=13

FAZMIN=90.0

FAZMAX=270.0

Nyflx=13

FZMIN=-4.0

FZMAX=12.0

Icavf=1

FLXLIM=0.6E+8

/

&NLEFF

REFTHP=0.5E6

REFLP=50.0

/

&NLCOST

ITHT=1

CTOW1=5.0

CTOW3=5.0

PPIREF=2.6E2

/

&NLECON

/

PERFORMANCE RUN

&BASIC

Iprob=0

Itape=3

TDESP=.06

/

&FIELD

/



&HSTAT

/

&REC

/

&NLFLUX

Iflx=1

Ifxout(1,1)=1

DIAMF=10.0

Nxflx=13

FAZMIN=90.0

FAZMAX=270.0

Nyflx=13

FZMIN=-4.0

FZMAX=12.0

Icavf=1

/

&NLEFF

/

&REC

W=-100.

/



Con esta carta de entrada se llega a un primer óptimo que habrá de ser revisado:

Design Day 81.00 Julian Day Design Hour 0.000 Solar Time Design Irradiance 0.850 kW/m2 Design Power 0.06 MW Tower Height 24.00 m Heliostats Number 52 Heliostat Horizontal 6.000 m Heliostat Vertical 3.200 m Mirror Density 0.990 Reflective Surface 988 m2 Land Area 0.004 km2 Orientation 180.00 Degrees Aperture Inclination 0.00 Degrees Aperture Horizontal 1.000 m Aperture Normal 1.000 m Absorbing Surface Radius 0.750 m

Viendo la pestaña del balance energético para el día de diseño:

Fig. 32: Balance energético de la primera solución

Como puede verse, se llega a que como primera solución se obtiene mayor potencia de la necesaria. Por lo tanto, en la pestaña del campo solar se afinará con el ajuste hasta llegar a los 0.42 MW deseados.



7.1.1 Diagramas de pérdidas

Así pues, reduciendo a 48 heliostatos se llega al flujo deseado. Con esta configuración se tienen las siguientes pérdidas:

Pérdidas por factor coseno:

Fig. 33: Pérdidas por factor coseno

Pérdidas por sombras y bloqueos:

Fig. 34: Pérdidas por sombras y bloqueos



Pérdidas por transmisividad atmosférica:

Fig. 35: Pérdidas por transmisividad atmosférica

Pérdidas por vertido:

Fig. 36: Pérdidas por vertido



Eficiencia total:

Fig. 37: Eficiencia total

Por lo tanto se disponen 48 heliostatos colocados como se ve en las imágenes anteriores,

una torre de 24 metros de altura y un receptor con una apertura de 1 m2.



7.1.2 Matriz de eficiencias

Con esta solución se obtiene una matriz de eficiencias que es el nexo de unión entre

Windelsol y Trnsys. Como ya se ha comentado, la matriz de eficiencias está formada las

eficiencias globales del campo solar correspondientes a 49 combinaciones de siete ángulos

cenitales y siete acimutales solares. Es decir, con esta matriz de eficiencias se representa la

eficiencia global a lo largo de un año del campo solar. Para días distintos a los momentos que

cubre esta matriz, Trnsys interpola hasta obtener un valor de la eficiencia.

NX=7

ELR=0.01,5.,15.,25.,45.,65.,89.5

NY=7

AZR=0,30,60,75,90,110,130

FR=

0.164000 0.273000 0.471000 0.522000 0.564000 0.561000 0.449000

0.291000 0.368000 0.530000 0.608000 0.607000 0.560000 0.448000

0.169000 0.255000 0.456000 0.533000 0.540000 0.509000 0.447000

0.129000 0.220000 0.393000 0.451000 0.477000 0.470000 0.446000

0.091000 0.159000 0.301000 0.346000 0.399000 0.424000 0.445000

0.060000 0.102000 0.169000 0.210000 0.291000 0.360000 0.444000

0.035000 0.048000 0.085000 0.118000 0.205000 0.304000 0.443000



7.1.3 Coordenadas del campo solar

Por último, se obtienen las coordenadas del campo solar. Es decir, la posición de cada

heliostato en planta en metros siendo la primera columna la dimensión Oeste-Este y la

segunda la Sur-Norte:

0000000.00 0000018.00

0000000.00 0000026.52

-0000006.67 0000029.23

0000006.67 0000029.23

0000000.00 0000033.44

0000000.00 0000040.36

-0000009.75 0000042.72

0000009.75 0000042.72

0000012.80 0000047.78

-0000012.80 0000047.78

0000000.00 0000049.47

-0000006.98 0000053.06

0000006.98 0000053.06

0000014.90 0000055.60

0000000.00 0000057.56

-0000014.90 0000055.60

0000008.04 0000061.08

-0000008.04 0000061.08

-0000012.91 0000066.99

0000012.91 0000066.99

0000000.00 0000068.22

0000020.63 0000070.26

-0000006.96 0000072.90

-0000020.63 0000070.26

0000006.96 0000072.90

-0000014.81 0000076.83

0000000.00 0000078.24

0000014.81 0000076.83

-0000006.58 0000085.69

0000006.58 0000085.69



-0000019.58 0000083.68

0000019.58 0000083.68

-0000014.05 0000090.97

0000014.05 0000090.97

0000000.00 0000092.05

0000007.51 0000097.86

-0000022.36 0000095.57

-0000007.51 0000097.86

0000022.36 0000095.57

0000013.41 0000106.15

0000000.00 0000107.00

-0000013.41 0000106.15

-0000026.61 0000103.63

0000026.61 0000103.63

0000021.41 0000112.22

-0000021.41 0000112.22

-0000007.17 0000114.02

0000007.17 0000114.02



7.2 Resultados del bloque térmico

7.2.1 Día de diseño

Como se ha expuesto en el capítulo 6, la planta en principio se dimensiona para que el día

81 juliano a las 0 horas solares produzca una potencia eléctrica de 100 kWe. Para ello, en la

hora 1955 se deben reproducir los parámetros de diseño de la micro turbina:

- Potencia introducida en el sistema: 333 kWt

- Temperatura de entrada a la turbina: 950 ºC

- Presión de entrada a la turbina: 4.5 bar

- Temperatura de escape: 270 ºC

- Presión de escape: 1 bar

Cabe destacar que como se explicó en el apartado 6, en los resultados la hora 1955

corresponderá a la 1957 en los resultados ya que se han retrasado la función de DNI 2 horas

para poder gestionar el apoyo fósil. Por lo tanto se utilizan los parámetros obtenidos de las

calibraciones en los bloques del compresor, la turbina, economizador y el alternador. Así pues,

se detallan las gráficas de potencias, temperaturas y los listados de ambas magnitudes para el

día de diseño y dos días más, correspondientes al día 80 y al 82.

Fig. 38: Modelo para el día de diseño



Balance de potencias para el día de diseño

Fig. 39: Balance de potencias para el día de diseño



Balance de temperaturas para el día de diseño:

Fig. 40: Balance de temperaturas para el día de diseño



Listados de potencias para el día de diseño:

TIME DNI Ptower Pcompresor Prececeptor Pturbina Peléctrica Pcaldera HOURS W/m2 kWt kW kWt kW kWe kW

1924.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1925.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1926.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1927.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1928.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1929.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1930.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1931.00 680.46 299.77 165.41 234.78 245.04 11.55 0.00 1932.00 890.09 420.00 165.41 328.17 284.63 103.72 0.00 1933.00 906.43 420.00 165.41 328.16 284.66 103.75 0.00 1934.00 891.79 420.00 165.41 328.15 284.69 103.77 0.00 1935.00 952.60 420.00 165.41 328.13 284.69 103.78 0.00 1936.00 943.02 420.00 165.41 328.13 284.69 103.78 0.00 1937.00 930.92 420.00 165.41 328.13 284.69 103.78 0.00 1938.00 939.81 420.00 165.41 328.13 284.69 103.78 0.00 1939.00 833.18 383.13 165.41 299.72 273.05 93.65 0.00 1940.00 601.59 251.60 165.41 196.58 227.41 53.94 0.00 1941.00 563.26 219.79 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1942.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1943.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1944.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1945.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1946.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1947.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1948.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1949.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1950.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1951.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1952.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1953.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1954.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1955.00 590.33 260.92 165.41 204.09 230.95 9.50 0.00 1956.00 745.41 369.24 165.41 289.22 268.53 89.71 0.00 1957.00 843.28 420.00 165.41 328.16 284.59 103.68 0.00 1958.00 823.24 414.23 165.41 323.55 282.90 102.21 0.00 1959.00 706.65 347.84 165.41 272.32 261.51 83.60 0.00 1960.00 634.51 309.00 165.41 242.08 248.13 71.97 0.00 1961.00 699.11 365.59 165.41 286.32 267.21 88.56 0.00 1962.00 671.80 337.32 165.41 264.25 257.86 80.43 0.00 1963.00 623.23 286.38 165.41 224.28 240.09 64.97 0.00 1964.00 345.54 144.32 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1965.00 459.85 179.24 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00



1966.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1967.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1968.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1969.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1970.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1971.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1972.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1973.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1974.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1975.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1976.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1977.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1978.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1979.00 537.78 238.46 165.41 186.23 222.40 8.26 0.00 1980.00 782.88 388.98 165.41 304.48 275.02 95.36 0.00 1981.00 876.31 420.00 165.41 328.11 284.71 103.79 0.00 1982.00 823.34 414.29 165.41 323.58 282.92 102.23 0.00 1983.00 811.01 398.53 165.41 311.63 277.95 97.91 0.00 1984.00 728.46 354.15 165.41 277.28 263.56 85.38 0.00 1985.00 805.24 420.00 165.41 328.24 284.70 103.78 0.00 1986.00 768.84 385.86 165.41 301.83 273.93 94.41 0.00 1987.00 859.83 394.81 165.41 309.03 276.69 96.81 0.00 1988.00 729.82 304.41 165.41 238.31 246.57 70.60 0.00 1989.00 317.53 123.62 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1990.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1991.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1992.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00



Listado de temperaturas para el día de diseño:

TIME Tcomp Tcold Tcold' Trec Trec' Tturb Tesc Tcc HOURS ºC ºC ºC ºC ºC ºC ºC ºC 1924.00 25.00 20.00 10.00 300.00 290.00 0.00 20.00 290.00 1925.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1926.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1927.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1928.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1929.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1930.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1931.00 195.77 318.87 308.87 831.58 821.58 531.52 252.37 821.58 1932.00 195.77 350.92 340.92 960.47 950.47 617.08 266.69 950.47 1933.00 195.77 351.07 341.07 960.45 950.45 617.03 266.76 950.45 1934.00 195.77 351.10 341.10 960.58 950.58 617.13 266.77 950.58 1935.00 195.77 351.11 341.11 960.60 950.60 617.15 266.77 950.60 1936.00 195.77 351.11 341.11 960.60 950.60 617.15 266.78 950.60 1937.00 195.77 351.11 341.11 960.60 950.60 617.15 266.78 950.60 1938.00 195.77 351.11 341.11 960.60 950.60 617.15 266.78 950.60 1939.00 195.77 341.31 331.31 921.56 911.56 591.22 262.36 911.56 1940.00 195.77 306.42 296.42 778.98 768.98 498.19 246.91 768.98 1941.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1942.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1943.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1944.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1945.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1946.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1947.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1948.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1949.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1950.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1951.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1952.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1953.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1954.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1955.00 195.77 308.62 298.62 789.22 779.22 504.08 247.87 779.22 1956.00 195.77 336.81 326.81 906.21 896.21 579.26 260.34 896.21 1957.00 195.77 350.98 340.98 960.53 950.53 616.81 266.72 950.53 1958.00 195.77 349.70 339.70 954.63 944.63 613.08 266.14 944.63 1959.00 195.77 331.55 321.55 883.55 873.55 565.29 257.99 873.55 1960.00 195.77 321.27 311.27 841.60 831.60 537.91 253.43 831.60 1961.00 195.77 335.90 325.90 902.36 892.36 576.86 259.94 892.36 1962.00 195.77 328.76 318.76 872.24 862.24 557.87 256.75 862.24 1963.00 195.77 315.38 305.38 817.01 807.01 522.17 250.83 807.01 1964.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1965.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00



1966.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1967.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1968.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1969.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1970.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1971.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1972.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1973.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1974.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1975.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1976.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1977.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1978.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1979.00 195.77 303.03 293.03 764.68 754.68 489.10 245.43 754.68 1980.00 195.77 342.50 332.50 927.55 917.55 594.37 262.89 917.55 1981.00 195.77 351.38 341.38 960.83 950.83 617.37 266.90 950.83 1982.00 195.77 349.74 339.74 954.71 944.71 613.14 266.16 944.71 1983.00 195.77 345.36 335.36 937.89 927.89 601.95 264.18 927.89 1984.00 195.77 333.48 323.48 890.50 880.50 570.42 258.85 880.50 1985.00 195.77 350.67 340.67 960.32 950.32 616.00 266.58 950.32 1986.00 195.77 342.03 332.03 924.46 914.46 593.12 262.68 914.46 1987.00 195.77 344.00 334.00 933.67 923.67 598.71 263.57 923.67 1988.00 195.77 319.96 309.96 836.54 826.54 534.43 252.85 826.54 1989.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1990.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1991.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 1992.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00

Donde:

- Tcomp: Temperatura a la salida del compresor.

- Tcold: Temperatura a la salida del recuperador en el lado frío.

- Tcold’: Temperatura a la entrada del receptor afectada por las pérdidas térmicas en

las conducciones.

- Trec: Temperatura a la salida del receptor solar.

- Trec’: Temperatura a la entrada de la turbina afectada por las pérdidas térmicas en las

conducciones

- Tturb: Temperatura a la salida de la turbina.

- Tesc: Temperatura a la salida del recuperador por el lado caliente.

- Tcc: Temperatura a la salida de la caldera



Como puede verse, la caldera en este caso no interviene ya que no existen transitorios tal

como se han clasificado previamente. Además, se ve que para la hora 1957 en el análisis que

se corresponde con la 1955 en la realidad, se cumplen las condiciones pedidas con un error

pequeño que además es admitido por el fabricante de la micro turbina.

Se ve además que los sistemas de control funcionan adecuadamente apagando la planta

cuando no se dispone de un flujo radiante mayor del mínimo. Esto se comprueba en las

últimas horas del día de diseño donde a pesar de tener aún radiación solar, se apaga la planta

ya que no existe potencia suficiente y no hay previsión de tenerla.

Por último se muestra un diagrama del proceso correspondiente al día 81 a las 0 horas

solares:

Fig. 41: Diagrama de proceso para el día y hora de diseño



7.2.2 Tratamiento del sistema de apoyo fósil sin arranques

Como se explicó en el capítulo 6, los transitorios se definen como momentos en los que

por efecto de nubes, la radiación solar cae tal que se produce una concentración del flujo

radiante en el receptor menor que la mínima y además se tiene previsión de que se va a tener

radiación suficiente en unas horas.

Como primera aproximación y para no sobrepasar el límite impuesto por la legislación

vigente del 15 % de potencia producida por el apoyo fósil se propone arrancar la caldera

exclusivamente en momentos de transitorios. Con la definición anteriormente dada de

transitorios cabrían las situaciones de arranque, es decir, en los primeros momentos del día en

los que la radiación aún no es suficiente pero se tiene previsión de tenerla. Estas situaciones

también se desechan introduciendo la condición extra de haber tenido radiación suficiente

antes del transitorio.

Así pues, lo que se hace en principio es encontrar un transitorio de este tipo y aplicarle el

procedimiento descrito arrancando la caldera con la potencia calculada en el capítulo 6

Fig. 42: Modelo para el tratamiento de transitorios sin arranques



Balance de potencias para un transitorio sin cubrir:

Fig. 43: Balance de potencias para un transitorio sin cubrir



Balance de temperaturas para un transitorio sin cubrir:

Fig. 44: Balance de temperaturas para un transitorio no cubierto



Balance de potencias para un transitorio cubierto:

Fig. 45: Balance de potencias para un transitorio cubierto



Balance de temperaturas para un transitorio cubierto:

Fig. 46: Balance de temperaturas para un transitorio cubierto



Listado de potencias para un transitorio sin cubrir:

TIME DNI Ptower Pcompresor Prececeptor Pturbina Peléctrica HOURS W/m2 kWt kW kWt kW kWe

580.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 581.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 582.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 583.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 584.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 585.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 586.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 587.00 399.05 171.13 0.00 0.00 0.00 0.00 588.00 484.21 228.54 0.00 0.00 0.00 0.00 589.00 478.52 240.41 165.41 187.79 223.15 8.37 590.00 627.26 315.28 165.41 247.01 250.51 74.03 591.00 423.05 212.68 0.00 0.00 0.00 0.00 592.00 695.59 349.77 165.41 273.87 262.17 14.03 593.00 831.21 409.34 165.41 320.10 281.22 100.75 594.00 775.13 350.14 165.41 274.14 262.23 84.23 595.00 532.71 220.94 0.00 0.00 0.00 0.00 596.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 597.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 598.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 599.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 600.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 601.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 602.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 603.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00



Listado de temperaturas para un transitorio no cubierto:

TIME Tcomp Tcold Tcold' Trec Trec' Tturb Tesc HOURS ºC ºC ºC ºC ºC ºC ºC

580.00 25.00 20.00 10.00 300.00 290.00 0.00 20.00 581.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 582.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 583.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 584.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 585.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 586.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 587.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 588.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 589.00 195.77 303.51 293.51 766.81 756.81 490.38 245.64 590.00 195.77 322.63 312.63 848.15 838.15 541.31 254.03 591.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 592.00 195.77 332.21 322.21 885.73 875.73 567.06 258.29 593.00 195.77 348.10 338.10 948.95 938.95 609.20 265.42 594.00 195.77 332.12 322.12 886.00 876.00 566.82 258.25 595.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 596.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 597.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 598.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 599.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 600.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 601.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 602.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00



Listado de potencias para un transitorio cubierto:

TIME DNI Ptower Pcompresor Prececeptor Pturbina Peléctrica Pcaldera HOURS W/m2 kWt kW kWt kW kWe kW

580.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 581.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 582.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 583.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 584.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 585.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 586.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 587.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 588.00 399.05 171.13 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 589.00 484.21 228.54 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 590.00 478.52 240.41 165.41 187.79 223.15 8.37 0.00 591.00 627.26 315.28 165.41 247.01 250.51 74.03 0.00 592.00 423.05 212.68 165.41 161.50 277.74 97.73 152.06 593.00 695.59 349.77 165.41 274.27 261.96 84.00 0.00 594.00 831.21 409.34 165.41 320.12 281.19 100.73 0.00 595.00 775.13 350.14 165.41 274.13 262.25 84.24 0.00 596.00 532.71 220.94 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 597.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 598.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 599.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 600.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 601.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 602.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 603.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00



Listado de temperaturas para transitorio cubierto:

TIME Tcomp Tcold Tcold' Trec Trec' Tturb Tesc Tcc HOURS ºC ºC ºC ºC ºC ºC ºC ºC

580.00 25.00 20.00 10.00 300.00 290.00 0.00 20.00 290.00 581.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 582.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 583.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 584.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 585.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 586.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 587.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 588.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 589.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 590.00 195.77 303.51 293.51 766.81 756.81 490.38 240.64 756.81 591.00 195.77 322.63 312.63 848.15 838.15 541.31 249.03 838.15 592.00 195.77 344.70 334.70 776.06 766.06 600.20 258.88 927.88 593.00 195.77 331.82 321.82 885.22 875.22 566.02 253.11 875.22 594.00 195.77 348.07 338.07 949.24 939.24 609.12 260.40 939.24 595.00 195.77 332.14 322.14 886.02 876.02 566.88 253.26 876.02 596.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 597.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 598.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 599.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 600.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 601.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00 602.00 25.00 25.00 15.00 15.00 5.00 5.00 5.00 5.00



Listado de señales y parámetros para transitorio cubierto:

TIME Señal1 Señal2 Señal3 Señal4 Señal5 Scaldera Scaudal Efictotal mfuel

HOURS

Tanto por uno kg/h

580.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.3333 0.00 581.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 582.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 583.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 584.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 585.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 586.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 587.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 588.00 1.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 589.00 1.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 590.00 1.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.2804 0.00 591.00 1.00 0.00 1.00 1.00 1.00 0.00 1.00 0.2912 0.00 592.00 1.00 0.00 0.00 1.00 1.00 1.00 1.00 0.2989 11.50 593.00 1.00 0.00 1.00 1.00 0.00 0.00 1.00 0.2947 0.00 594.00 1.00 0.00 1.00 0.00 1.00 0.00 1.00 0.2995 0.00 595.00 1.00 0.00 1.00 0.00 1.00 0.00 1.00 0.2947 0.00 596.00 1.00 0.00 0.00 0.00 1.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 597.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 598.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 599.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 600.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 601.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00 602.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.0000 0.00



Así pues, se arranca la caldera gobernada por las señales de control cuando se da el

transitorio de la forma adecuada. De esta forma se evita que la planta se pare en el tiempo de

potencia insuficiente y que por lo tanto arranque dos veces en un día.

Por otra parte, se debe comprobar que no se sobrepasa la limitación de potencia

producida por el apoyo fósil. Como se expuso en el capítulo 6, la potencia eléctrica producida

por el apoyo fósil estará condicionada por el rendimiento en cada momento. Por ello se

comprueba analizando un año entero de funcionamiento. En la siguiente tabla sólo se han

representado las primeras 20 horas del año teniendo en cuenta que están desfasadas dos

horas con respecto a las horas reales:

TIME Pfuel Rendimiento Pelecfuel Pelectot

Suma potencia eléctrica

generada por el apoyo fósil

Suma potencia eléctrica

generada total

Porcentaje usado en transitorios

HOURS kWt

kWe kWe kWe kWe %

1855.35 130335.72 1.42

1.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 2.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 3.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 4.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 5.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 6.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 7.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 8.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 9.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 10.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 11.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 12.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 13.00 0.00 0.2872 0.00 10.71 14.00 0.00 0.2955 0.00 86.68 15.00 0.00 0.2921 0.00 76.50 16.00 0.00 0.2983 0.00 96.14 17.00 0.00 0.2923 0.00 77.14 18.00 0.00 0.2825 0.00 53.89 19.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 20.00 0.00 0.0000 0.00 0.00

Como puede verse, el porcentaje de potencia eléctrica producida por el apoyo fósil

cubriendo exclusivamente transitorios corresponde sólo al 1.42 %. Frente al 15 % permitido es

muy poco. Por lo tanto se analiza la posibilidad de usar la caldea también para los arranques.



7.2.3 Tratamiento del sistema de apoyo fósil con arranques

En los modelos previamente analizados se ve que para la primera hora de funcionamiento

no se llega a la potencia eléctrica habitual. Esto es debido a que en los primeros momentos de

funcionamiento, el recuperador no es capaz de precalentar como debería al fluido de entrada

ya que no se ha llegado a la temperatura de operación.

Para ello, se realiza el siguiente modelo que es básicamente igual que el anterior sin

considerar la condición de los transitorios

Fig. 47: Modelo para cubrir transitorios y arranques



Balance de potencias para transitorios cubiertos y arranques:

Fig. 48: Balance de potencias para transitorios cubiertos y arranques



Balance de temperaturas para transitorios cubiertos y arranques:

Fig. 49: Balance de temperaturas para transitorios cubiertos y arranques



Por último se comprueba la contribución a la potencia eléctrica producida por el apoyo

fósil. Para ello se vuelve a analizar un año entero de funcionamiento tal como se hizo en el

apartado anterior.

TIME Pfuel Rendimiento Pelecfuel Pelectot

Suma potencia eléctrica generada

por el apoyo fósil

Suma potencia eléctrica generada

total

Porcentaje de potencia eléctrica producida con apoyo fósil

HOURS kWt

kWe kWe kWe kWe %

16321.03 179115.59 9.11

1.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 2.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 3.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 4.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 5.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 6.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 7.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 8.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 9.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 10.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 11.00 152.06 0.2903 44.14 70.63 12.00 0.00 0.2886 0.00 67.17 13.00 0.00 0.2968 0.00 91.02 14.00 0.00 0.2936 0.00 80.74 15.00 0.00 0.2995 0.00 100.80 16.00 0.00 0.2933 0.00 80.05 17.00 0.00 0.2832 0.00 55.52 18.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 19.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 20.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 21.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 22.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 23.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 24.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 25.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 26.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 27.00 0.00 0.0000 0.00 0.00 28.00 0.00 0.0000 0.00 0.00

Se ve cómo con la introducción de la caldera, el porcentaje de potencia eléctrica

producida con el apoyo fósil respecto al total es del 9.11 inferior al máximo posible.

7. Resultados de cálculo -...

Documents

Transcript of 7. Resultados de cálculo -...