|
|
 |
|
|
|
|
|
El Simulador Termosolar RENOVETEC
ha superado los primeros test reales
El
simulador desarrollado por RENOVETEC ha sido ya chequeado de forma
exhaustiva comparando sus valores contra el comportamiento real de una
de las centrales termosolares situada en la provincia de Ciudad Real.
De esta forma se ha podido verificar que en todo el rango operativo
entre el 10% de carga y el 115% los valores de todas las variables
simuladas presentaban una desviación menor del 0,6% respecto a las que
presentaba la planta real. En las variables que presentaban un
alejamiento superior pudo comprobarse como había un fallo, una avería o
un problema de calibración del instrumento, de forma que puede
afirmarse que si existe una desviación entre el programa informático
desarrollado por RENOVETEC y la planta real simulada, será conveniente
verificar esta última.
Este hecho aumenta la potencia del simulador desarrollado, ya que si
bien en principio ha sido concebido para el entrenamiento de operadores
y para actividades relacionadas con la formación, puede utilizarse
también para verificar el estado de cada uno de los equipos principales
que componen la planta y para evaluar sus prestaciones. Hay que tener
en cuenta que el simulador no se degrada, mientras que una planta real
sufre diferentes mecanismos que merman con el tiempo sus prestaciones.
Con el simulador es posible determinar no sólo qué equipos están
sufriendo en mayor medida los efectos del paso del tiempo, sino además
cuánto se ha degradado y como afecta al rendimiento global.
El proyecto de I+D que ha culminado con la realización de estas
pruebas, ha sido financiado íntegramente por RENOVETEC INGENIERÍA, que
demuestra una vez más como las empresas españolas realizan importantes
esfuerzos en investigación, desarrollo e innovación en el campo de las
energías renovables, lo que ha convertido a España una de las potencias
más importantes del mundo en el área.
20 pantallas de operación
El simulador consta de un total de 20 pantallas de control, en las que
se simulan todos los sistemas que componen una central termosolar:
- Campo Solar
- Sistema HTF
- Tren de generación de vapor
- Ciclo Agua-Vapor
- Turbina de vapor + generador
- Sistemas eléctricos de alta tensión
- Sistema de refrigeración
- Sistemas auxiliares
El
simulador se ha desarrollado utilizando el programa SCADA de LabVIEW
versión 10.0, de National Instrument. Aunque se analizaron otras
posibilidades, como WIN CC, finalmente se optó por LabView por su
versatilidad, facilidad de programación y posterior modificación.
(Figura 1)
El equipo de desarrollo
El autor principal del proyecto ha sido Iosu Villanueva Juaniz, un
joven y prometedor Ingeniero de Control formado en la Universidad de
Navarra. Para el desarrollo de los sistemas relacionados con el campo
solar y con el sistema HTF, se ha contado con los Ingenieros de la
Universidad Autónoma de Madrid Sebastian Guerra, Gonzalo Guerrón y
Ricardo Almanza. La coordinación de los trabajos ha corrido a cargo del
director técnico de RENOVETEC, Santiago G. Garrido.
La simulación del campo solar
Para realizar la simulación, los ingenieros Sebastian Guerra y Ricardo
Almanza analizaron los datos de radiación normal directa de una
ubicación próxima a Sevilla a lo largo de un año tipo. A partir de ella
y considerando los parámetros más comunes de un campo solar que
utilizara colectores tipo Eurothrough se estimó la cantidad de
radiación que incidiría en el tubo absorbedor de un módulo a lo largo
de las 8.760 horas que componen un año.
De esa manera, conociendo la radiación disponible, el ángulo ángulo de
incidencia de la radiación con el plano que define el área de apertura
del colector y las características del tubo absorbedor han podido
simular la elevación de temperatura que puede darse en el fluido
térmico al atravesar un módulo solar, en función de la velocidad con la
que lo atraviese y de la fecha y la hora a la que se realiza la
simulación.
El operador de la planta puede cerrar o abrir lazos que considere
oportunos para alcanzar la temperatura y el caudal deseado en el
sistema HTF y puede desenfocar parcialmente los colectores tal y como
lo haría en una planta termosolar real. El desenfoque puede actuar
sobre un solo lazo, sobre un subcampo formado por 30 lazos o sobre todo
el campo solar. De esa manera no sólo puede estudiar el efecto de
introducir o eliminar lazos, sino también el de desenfocar parcialmente
el último colector de cada lazo para ver el efecto en la temperatura de
entrada y salida del HTF en el campo solar, en el tren de generación de
vapor, y por supuesto, en la energía eléctrica generada.
El simulador calcula además el número de Reynolds correspondiente a la
circulación del fluido térmico. El sistema muestra una alarma si este
número adimensional cae por debajo de 300.000, valor que RENOVETEC ha
considerado como mínimo a mantener en la instalación para evitar la
degradación del HTF provocada por una posible sobretemperatura en la
capa de fluido más próxima al tubo metálico del absorbedor. (Figura 2)
La simulación del sistema HTF
En la simulación del sistema fue necesario tener en cuenta la
dilatación del fluido térmico como consecuencia de las variaciones de
temperatura y sus correspondientes cambios de densidad. Teniendo en
cuenta las características técnicas del fluido se han simulado los
niveles de los tanques de expansión y rebose, y su variación con las
condiciones de la planta en cada momento. La parte más interesante en
cuanto a la simulación fue el estudio de la temperatura del fluido en
función del número de lazos operativos, de la velocidad de las
bombas principales de HTF, y del grado de desenfoque de los colectores.
El operador puede seleccionar la temperatura deseada en el fluido
térmico. Por defecto, el sistema selecciona 393ºC, aunque el operador
puede cambiarlo libremente dentro de unos límites para observar el
efecto que se produce en cada uno de los equipos. El operador puede
entonces comprobar como una variación en la velocidad de las bombas y
por tanto del caudal del fluido influye fundamentalmente en la
temperatura de entrada del HTF al campo solar. (Figura 3)
La simulación del ciclo de vapor
El ingeniero industrial Iosu Villanueva, autor principal de la
programación y que se encargó además del ensamblaje de todas las
pantallas, fue el encargado de toda la simulación del ciclo agua-vapor,
que es sin duda la más compleja de una planta termoeléctrica. Para
realizar esta simulación fue necesario tener
en cuenta en primer lugar el caudal
y la temperatura del fluido térmico que llega a los intercambiadores, y
en segundo lugar las condiciones atmosféricas. Con esos valores, y con
los parámetros técnicos de todos los equipos implicados
(intercambiadores del tren de generación de vapor, bombas de agua de
alimentación y de condensación, torre de refrigeración, bombas del
circuito de refrigeración principal, condensador, etc.) ha sido posible
simular qué ocurre cuando se varía la ambiental, la presión, la
humedad, las características técnicas de los equipos principales (que
son configurables), y todo ello de una manera muy visual y gráfica.
Iosu Villanueva consideró oportuno introducir dos pantallas adicionales
que no suelen estar presentes en un sistema de control. La primera,
muestra el diagrama T-S en el que se desarrolla la representación del
ciclo Rankine en tiempo real, pudiendo analizar visualmente la
temperatura de saturación. La segunda, muestra un completo balance de
masa y energía para que el operador pueda evaluar de forma directa si
la planta está funcionando dentro de sus parámetros de diseño o alguno
de los equipos principales presenta una anomalía (fuga, ensuciamiento,
etc.).
(figura 4)
La presentación
El simulador se ha desarrollado con un concepto totalmente portátil, de
manera que es posible transformar cualquier sala de formación, salón de
actos o despacho en una completa sala de control de una central
termosolar. Funciona con una arquitectura cliente-servidor desarrollada
por el ingeniero Gonzalo Guerrón, de forma que varios operadores pueden
estar manipulando diferentes partes del sistema simultáneamente en
diferentes puestos de control interconectados.
También es posible utilizar el simulador desde cualquier instalación o
incluso desde un domicilio particular que tenga acceso a Internet con
una velocidad superior a 1 Mb (se aconseja mayor de 6 Mb). El operador
toma el control del programa instalado en el servidor de RENOVETEC, y
puede realizar los ejercicios sugeridos en el plan formativo o simular
cualquier otra condición.
Cuando se utiliza con fines formativos, una de las pantallas es sólo
accesible al profesor que dirige la formación. Desde esa pantalla el
profesor puede simular la avería de determinados equipos, una fuga, una
nube que atraviesa una parte de la planta, puede seleccionar el día y
la hora, o las condiciones de presión , temperatura y humedad, de
manera que el alumno tendrá que responder adecuadamente a esas
condiciones de trabajo preparadas por el profesor.
Contenidos Octubre 2011
TERMOSOLAR
EÓLICA
NOTICIAS
|
|
|
RENOVETEC presenta 3 nuevos programas formativos on line dirigidos a
profesionales de centrales termosolares.
RENOVETEC ha presentado tres nuevos programas formativos on line dirigidos a
la formación de profesionales e ingenieros que trabajan o desean trabajar en
centrales termosolares. Los tres programas, de carácter técnico, están dirigidos
a la incorporación del alumno a la vida profesional activa en puestos de
responsabilidad:
- Programa formativo DIRECTOR DE OBRA EN CENTRALES TERMOSOLARES
- Programa formativo DIRECTOR DE PLANTA DE CENTRALES TERMOSOLARES
- Programa formativo INGENIERO EXPERTO EN CENTRALES TERMOSOLARES
Más
información pinchando aquí
|
|
|
(c)
RENOVE TECNOLOGÍA S.L. 2010. Todos los derechos reservados. Prohibido copiar
cualquier texto o gráfico de este sitio sin el permiso expreso del
titular del copyright. Inscrita en el Registro de la Propiedad
Intelectual de España, oficina territorial de Madrid
|
|
