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1. MODELADO Y SIMULACIÓN DE
RENDIMIENTO DE UNA CENTRAL
TÉRMICA SOLAR BASADA EN PTC DE
100 MW EN UDAIPUR, INDIA
Revisión de artículo científico
Cueva Pérez, Roque Carmelo, Ruiz Santamaría, Salinas Alayo
Termodinámica II

2. Nombre del artículo: Modeling and performance simulation of 100
MW PTC based solar thermal power plant in Udaipur India
Autores:
D. Bishoyi (Energy Centre, Maulana Azad National Institute of Technology, Bhopal,
India)
K. Sudhakar (Faculty of Mechanical Engineering, Universiti Malaysia, Pahang,
Malaysia)
Revista: Case Studies in Thermal Engineering
10 (2017). Páginas: 216 - 226.
Palabras clave: Concentrador solar, Central
térmica solar, SAM (System Advisor Model),
Simulación, India

3. RESUMEN
En el artículo se muestran los resultados de un proceso de evaluación en términos
de diseño y rendimiento térmico de una planta térmica solar de 100 MW con 6
horas de almacenamiento de energía térmica, en base al SAM (System Advisor
Model).
Se escogió como ubicación hipotética de la planta a una locación con el mayor
índice de irradiancia normal directa (DNI) en India (Udaipur), con valores anuales de
2248,17 kWh/m2.
La planta cuenta con 194 colectores con cada uno de ellos conteniendo 8
concentradore solares (parabolic through collectors, PTC). Se escogió a la sal solar
HITEC como fluido de transferencia de calor, debido a sus propiedades
termodinámicas.
La planta diseñada puede generar un total de 285.288.352 kWh con una eficiencia
del 21 %.

4. Modelo Termodinamico
La planta termosolar de concentración cilindro-parabólica opera
a través del ciclo orgánico de Rankine y se representa mediante
el diagrama esquemático de la energía solar.

5. FLUIDO CALOPORTADOR
El fluido caloportador (HTF) en la central eléctrica se elige cuidadosamente, destacando
Therminaol VP-1 y la sal solar HITEC por su eficiencia superior. La preferencia por HITEC se
basa en su alto calor específico y excelente capacidad de transporte de calor, gracias a su
densidad elevada y baja viscosidad, facilitando un flujo sin problemas a través de los tubos
con óptimas propiedades de transferencia de calor según la Tabla 1 [14]. Además, la sal solar
HITEC exhibe una excepcional estabilidad y resistencia a la contaminación, ofreciendo varios
años de servicio a temperaturas de hasta 454 °C. En el rango de 454 °C a 538 °C, la
temperatura de funcionamiento recomendada para el HITEC, se evita de manera efectiva la
descomposición térmica en un sistema cerrado, previniendo la formación lenta de productos
no deseados como radicales, compuestos metálicos y nitrógeno.

6. El gas nitrógeno se libera gradualmente,
elevando progresivamente el punto de
congelación de la mezcla de sal. Por
encima de los 816 °C, el nitrógeno se libera
tan rápidamente que la sal fundida parece
estar hirviendo. La descomposición cesa al
retirar la fuente de calor, indicando el fin
del proceso. Esta reacción es endotérmica.
Cuando la sal HITEC Solar se utiliza en un
sistema abierto, en contacto con el aire y
bajo condiciones operativas elevadas.
Otras reacciones secundarias que
modifican de manera progresiva la
composición de la mezcla de sales incluyen
(1) la captura de dióxido de carbono para
generar carbonatos que pueden precipitar
y (2) la absorción de vapor para producir
hidróxidos de metales alcalinos. Estas
reacciones, que tienden a elevar el punto
de congelación, pueden contrarrestarse al
cubrir la sal fundida con nitrógeno.

7. RECEPTOR DEL SISTEMA DE CILINDRO PARABÓLICO
El receptor del sistema cilindroparabólico se caracteriza por un espacio evacuado entre la
envoltura cilíndrica de vidrio y el tubo absorbente, previniendo así la conducción de calor y la
convección. La pérdida de calor por radiación se minimiza mediante un recubrimiento de
superficie selectiva con alta absorción solar y baja emitancia térmica. Para mitigar la
conducción de calor en los extremos, se extiende la longitud del elemento colector de calor a
más de cuatro metros. Además, se reduce el diámetro del absorbente en relación con la
abertura colectora del reflector para disminuir la superficie de pérdida de calor. La vista en
sección del receptor solar (Schott 2008 PTR80 HCE) ilustra estas adaptaciones.

8. GRACIAS