NORA
Proyecto
01/12/2022
De acuerdo al "World Energy Council" la sostenibilidad en la producci¢n de la energ¡a se fundamenta en tres dimensiones fundamentales: la seguridad de la energ¡a, su equidad, y la sostenibilidad medioambiental de los sistemas de energ¡a. Conseguir llegar a un adecuado balance de estos tres objetivos contituye el llamado "Trilema". La prosperidad y competitividad de una naci¢n reside en tener un adecuado balance de sus sistema energ‚tico que le permita afrontar este Trilema. A pesar de la impresionante aportaci¢n de las energ¡as renovables al balance energ‚tico, Espa¤a ocupa la posici¢n 18¦ en el World Trilema ranking, y se encuentra por debajo de muchos de sus vecinos como Francia, Alemania, Dinamarca, Reino Unido, Suiza y Luxemborgo. El proyecto NORA aborda los tres objetivos del Trilema: reducci¢n de costes, reducci¢n de emisiones y seguridad en el suministro. Para conseguir estos objetivos proponemos el desarrollo de novedosos nanofluidos para ser usados como fluidos de transferencia y de trabajo en un sistema de trigeraci¢n a partir de energ¡a solar. Esto permitir¡a la implementaci¢n de sistemas m s compactos y eficientes para la producci¢n, sin emisiones, de calor, refrigeraci¢n, y energ¡a el‚ctrica. La propuesta aborda dos desaf¡os tecnol¢gicos y cient¡ficos fundamentales: i) la evaluaci¢n de de las mejoras potenciales que el uso de nanofluidos acarrea en sistemas de trigeneraci¢n solar en casos de estudio particulares, y ii) desaf¡os de estabilidad, dise¤o y escalabilidad que afrontan los nanofluidos antes de que puedan ser usados en tecnolog¡as maduras de producci¢n. Para alcanzar este fin, en NORA se propone espec¡ficamente el siguiente desarrollo experimental y te¢rico en nanofluidos: 1. Nanofluido de base Therminol-VP1 como fluido de transferencia de calor con mejoras en conductividad t‚rmica y de absorci¢n solar. 2. Nanofluido de base R245fa con mejora de conductividad t‚rmica como fluido de trabajo en un ciclo org nico de Rankine (ORC). 3. Nanofluido de base binar¡a H2O/LiBr con mejora de conductividad t‚rmica y de transferencia de materia como refrigerante en el sistema de refrigeraci¢n por absorci¢n. Una de las hip¢tesis clave en la propuesta es que las mejoras en las propiedades termof¡sicas de los los nanofluidos es el resultado de una adecuada microestructura de la suspensi¢n coloidal. En base a ello, el trabajo experimental y te¢rico se centrar en la estabilidad y control de la microestructura mediante m‚todos de estabilizaci¢n, as¡ como en el modelado y predicci¢n de la microestructura bajo una condiciones de flujo externo impuesto. Adem s, llevaremos a cabo simulaciones multiescala para caracterizar el sistema a todos los niveles: i) en la microescala, para determinar el efecto de la microestructura en las propiedades efectivas del nanofluido; ii) en la escala del componente (p.ej, intercambiador de calor), mediante modelos CFD de 1 o 2-fases del nanofluido, y iii) en la escala del sistema, para evaluar el rendimiento de los sistemas de trigeneraci¢n solar basados en nanofluidos en 6 casos de estudio seleccionados a lo largo del mundo.
AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACION
226780 €
Departamento de Ingeniería
Materiales y Sostenibilidad
Programa de Doctorado en Ingeniería