Diseño de sistemas de suministro de energía térmica para procesos industriales asistidos con energía solar de baja temperatura

Abstract

La tecnología termosolar ha sido probada por varias décadas en aplicaciones residenciales en donde el control de la temperatura no es importante y los volúmenes de energía no son significativos comparados con los utilizados en el sector industrial, en donde el control de temperatura es fundamental para su aplicación. La integración de la energía termosolar es un tema en desarrollo en el cual la intermitencia característica de la fuente solar debe ser ajustada con los requerimientos energéticos del proceso adquiriendo ventaja de los diferentes niveles de temperatura de la fuente solar y del sumidero del proceso. En el presente trabajo de tesis, empleando conceptos del análisis Pinch, se integró la energía termosolar en procesos industriales y se determinó la red de colectores solares con el menor número de unidades y el sistema de almacenamiento térmico con el menor tamaño. Se resolvió el problema existente entre la diferencia de los tiempos del requerimiento de energía por parte del proceso y la disponibilidad de la energía termosolar con el acoplamiento de la red de colectores solares y el sistema de almacenamiento térmico. Se incrementó la fracción solar hasta 1 en un proceso por lotes y hasta 0.25 en un proceso continuo. El estudio permitió que los procesos sean sostenibles, disminuyendo el costo total anual del sistema integrado y logrando tiempos de recuperación de la inversión menores a 3 años, así como la sustitución total o parcial de combustibles fósiles.