Control Optimo de la Generación Híbrida de Frío Solar-Compresión de Vapor (COGESOL)
Descripción
Esta propuesta se centra en la mejora de la eficiencia energética en la producción de frío para sistemas de refrigeración y aire acondicionado de grandes instalaciones. En concreto, se abordará la optimización energética para satisfacer la demanda de agua fría para abastecer a las dependencias de la instalación. Para la generación de frío, en este proyecto se propone estudiar la viabilidad de la producción híbrida utilizando instalaciones de frío solar, basadas en máquinas de absorción, e instalaciones convencionales de máquinas de refrigeración por compresión de vapor. Ambas instalaciones se conectarán por el circuito secundario de las mismas. Las instalaciones de producción de frío solar son sistemas cuya principal ventaja es que la fuente fundamental de energía es el Sol. Sin embargo, la utilización de estos sistemas no ha proliferado, entre otros motivos, debido a que tienen un rendimiento relativamente bajo (COP del orden de 0.7), necesitan de grandes superficies para la captación de energía solar, y que la radiación solar no es una fuente de energía manipulable. Esto provoca que normalmente estén sobredimensionadas, con el consecuente aumento de costes, y que incluyan además sistemas de aportación extra de energía, como quemadores auxiliares, para el caso en que no se disponga de radiación solar suficiente. Por otra parte, las instalaciones convencionales de máquinas de refrigeración por compresión de vapor son sistemas con mayor rendimiento (COP superiores a 2.5), y ocupan menor espacio. Sin embargo, su fuente de energía primaria es la electricidad, normalmente proveniente de materiales fósiles, con la consecuente huella ecológica. Con este proyecto se pretende avanzar en el uso de las fuentes renovables de energía, proponiendo estudiar la gestión y diseño conjunto de los dos tipos de sistemas generadores de frío mencionados anteriormente. Para la ejecución de proyecto se proponen una serie de objetivos específicos, que podrían resumirse en los dos siguientes:
- Gestión eficiente de un sistema híbrido de producción de frío para satisfacer la demanda de agua fría de una instalación. Se propone modelar, simular, controlar y desarrollar algoritmos de optimización MINLP de la gestión del sistema completo. Para ello, se utilizarán datos como capacidades frigoríficas, modos de operación y rendimientos parciales de cada subsistema, siempre teniendo en cuenta la restricción de que la demanda de energía frigorífica debe ser satisfecha.
- Una vez conocido cómo operar el sistema global de manera eficiente, se propone como segundo objetivo principal el estudio del diseño óptimo de una instalación conjunta. Para ello, se partirá de los requisitos de funcionamiento (potencia total instalada, predicciones de carga, predicciones de radiación, etc.), de los costes económicos de la instalación de los equipos (costes de inversión y de mantenimiento), además de atender a restricciones de espacio para la instalación de sistemas de captación de energía solar.
Por tanto, como objetivo último se trata de proporcionar una herramienta de optimización que proporcione la configuración y dimensionamiento óptimos del sistema conjunto, atendiendo a las restricciones de espacio disponible. Tras realizar un estudio bibliográfico, se considera que la propuesta es novedosa, ya que si bien en la literatura hay números artículos que abordan la gestión de ambos sistemas por separado, no se han encontrado publicaciones sobre la hibridación de los mismos.