REVISTA DE INGENIERIA DYNA

Palabras clave:

Organic ORC, renewable, solar energy, solar thermal cogeneration, Linear Fresnel Collector, R1233zd(E), exergy analysis, thermodynamic optimization, rural electrification, working fluids, MATLAB simulation, energy recovery, low-temperature power generation, sustainable development, solar power systems.

Tipo de artículo:

COLABORACION/COLLABORATION DAMR

Sección:

COLABORACIONES / COLLABORATIONS

Entre las aplicaciones rurales de la energía solar se encuentran la generación de electricidad y la producción de calor para procesos alternativos. El objetivo del presente trabajo fue evaluar el desempeño termodinámico de un Ciclo Rankine Orgánico (ORC, por sus siglas en inglés) acoplado a un sistema termosolar de 20 Colectores Lineales Fresnel (CLF). El sistema opera con agua presurizada (7 bar) y está diseñado para generar 10 kW de potencia eléctrica mediante una turbina radial, además de suministrar calor útil para procesos domésticos. Los cálculos se realizaron en MATLAB, usando CoolProp para obtener las propiedades termodinámicas. Para calcular la carga térmica que entregan los CLF se utilizaron los datos de Irradiancia Normal Directa (DNI, por sus siglas en inglés) de Cuentepec (18° 43' 45.0" N, 99° 18' 00.0" O), una comunidad rural en Morelos, México. Se evaluaron termodinámicamente en el ORC cuatro fluidos de trabajo: R1233zd(E), R245fa, R123, R113 y Novec649. Con el fluido R1233zd(E) se obtuvo la mayor potencia neta en la turbina (11.65 kW) y la menor cantidad de calor útil (133.70 kW). Con el fluido Novec 649 se obtuvo la menor potencia (6.40 kW) pero la mayor cantidad de calor útil (138.95 kW). Las eficiencias térmicas para el R1233zd(E) y el Novec 649 son del 8% y del 4%, respectivamente, mientras que las eficiencias exergéticas alcanzadas son del 4% y del 22%. Para los fluidos con mayor potencia neta en la turbina, R1233zd(E) y R245fa, se determinó su desempeño termodinámico con tasas de recuperación (TR =0.1, 0.2, 0.35 y 0.5) de la carga térmica a la salida de la turbina, lográndose un incremento en la potencia del 38% para el R245fa y del 40% para el R1233zd(E).

Palabras Clave: ORC Orgánico, renovable, energía solar, cogeneración termosolar, Colector Lineal Fresnel, R1233zd(E).