Theodora
Project
01/09/2022
Seg£n el Consejo Mundial de Energ¡a, la sostenibilidad energ‚tica se basa en tres dimensiones fundamentales: seguridad energ‚tica, equidad energ‚tica y sostenibilidad medioambiental de los sistemas energ‚ticos. Equilibrar estos tres objetivos constituye el llamado "Trilema". La prosperidad y competitividad de un pa¡s pasa por tener un conjunto de sistemas equilibrados que le permitan abordar este Trilema. A pesar de su impresionante combinaci¢n de energ¡as renovables, Espa¤a solo ocupa el puesto 18 en el ranking Mundial de Trilema, y se encuentra actualmente por detr s de muchos de sus vecinos cercanos, incluidos Francia, Alemania, Dinamarca, Reino Unido, Suiza y Luxemburgo. El proyecto THEODORA aborda los tres objetivos de Trilemma de reducci¢n de costes, reducci¢n de emisiones y seguridad del suministro energ‚tico. El proyecto se centra en el desarrollo de un conjunto de materiales y un subsistema avanzado de almacenamiento de energ¡a basado en cemento, que permitir la implementaci¢n de sistemas de trigeneraci¢n m s compactos y rentables para la producci¢n de calor, refrigeraci¢n y electricidad, sin emisiones. El objetivo de THEODORA es llevar a cabo un conjunto avanzado de investigaciones de simulaci¢n multif¡sica para el desarrollo de 1) recubrimientos solares selectivos para absorbedores, 2) sistema de almacenamiento de energ¡a t‚rmica basado en cemento y 3) nanofluidos para la transferencia de calor, para una moderna planta de trigeneraci¢n impulsada por energ¡a solar. Todos los dise¤os de nuevos materiales ser n validados experimentalmente a nivel de componentes a trav‚s de un conjunto de t‚cnicas de fabricaci¢n y caracterizaci¢n bien establecidas antes de su integraci¢n para la simulaci¢n del sistema de trigeneraci¢n completo. El descubrimiento y la innovaci¢n de materiales se llevar a cabo de la siguiente manera: 1. En primer lugar, proponemos el desarrollo de una capa absorbente de nanocompuesto de base carbono, recubierta por una capa protectora antireflectante que estar justo en la superficie del tubo absorbedor para lograr una conversi¢n ¢ptima de energ¡a solar. El desarrollo de un recubrimiento de receptor solar, capaz de operar bajo el aire, es uno de los desaf¡os para reducir algunos de los costos a largo plazo. Tambi‚n es una forma de reducir la complejidad de las tecnolog¡as de concentraci¢n solar lineales existentes (tecnolog¡as de cilindro parab¢lico y Fresnel). 2. En segundo lugar, el uso de sistemas de almacenamiento de energ¡a es necesario para equilibrar la demanda energ‚tica. Entre los diferentes enfoques de almacenamiento, el almacenamiento de energ¡a t‚rmica (TES) puede ser particularmente £til en una planta de trigeneraci¢n, ya que una buena parte de la energ¡a se consumir¡a en esa forma espec¡fica. Proponemos el uso de componentes TES con base cemento (p. Ej., bloques de hormig¢n) que han sido previamente funcionalizados para su uso en rangos de temperatura baja-media. 3. En tercer lugar, se propone el uso de un nanofluido de bromuro de litio-al£mina como fluido caloportador siguiendo un m‚todo de s¡ntesis recientemente desarrollado que incluye la funcionalizaci¢n de la superficie de las part¡culas. Se espera que el enfoque propuesto resulte en una mejora significativa de las propiedades t‚rmicas del nanofluido y en una estabilidad y rendimiento a largo plazo del subsistema ORC en la planta de trigeneraci¢n. Por £ltimo, se analizar un conjunto de seis soluciones diferentes en distintas geograf¡as.
AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION
121000 €
Departamento de Ingeniería
Materiales y Sostenibilidad
Programa de Doctorado en Ingeniería