Análisis de sistemas solares térmicos de concentración para generación de calor a media y alta temperatura para procesos industriales

El vapor de media y alta temperatura es producido en una gran variedad de industrias en las que es necesario para un gran número de procesos industriales intensivos, así como calor con otros fluidos como agua presurizada o aceites térmicos. La amplia mayoría del vapor industrial es generado mediante la quema de combustibles fósiles, con un elevado impacto ambiental asociado. Además, la gran cantidad de combustible que se necesita requiere de sistemas de almacenamiento y logística que pueden llegar a ser complejos y, añadiendo el coste elevado de los combustibles fósiles, convierten cada vez más estos sistemas en un gasto elevado para las empresas.
La tecnología solar de concentración tiene el potencial para producir calor a temperaturas medias y altas (T>120°C). En este sentido, los colectores solares de concentración, como los lineal Fresnel o cilíndrico-parabólicos, son capaces de calentar un fluido a alta temperatura y presión para abastecer la demanda térmica de un proceso industrial. Es posible calentar un aceite térmico, agua presurizada o generar vapor de forma directa en los colectores para poder abastecer de agua caliente o vapor a los procesos industriales. Esta tecnología se basa en concentrar la radiación solar mediante unos espejos sobre un tubo absorbedor, consiguiendo temperaturas altas en el fluido de transferencia.
El equipo de investigación estudia sistemas SHIP (Solar Heat for Industrial Processes) con el objetivo de la reducción del consumo de combustibles además de desarrollo de modelos complejos. El trabajo desarrollado se centra en el modelado de este tipo de sistemas y el análisis de su comportamiento, principalmente la dinámica del depósito separador de vapor y el flujo bifásico en los tubos colectores. Para ello se han desarrollado modelos complejos de estos sistemas en softwares como MATLAB y EES.