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Aplicación de la computación fluidodinámica en tecnologías de concentración solar térmica como ejemplo de ingeniería verde

 

05/09/2017

Energías renovables y ahorro energético

Actualmente, uno de los grandes retos es acelerar el desarrollo de tecnologías energéticas avanzadas para obtener una energía respetuosa con el medioambiente, frenar el cambio climático y lograr un desarrollo sostenible. De esta forma, la ingeniería verde tiene como finalidad desarrollar y aplicar soluciones tecnológicas adaptadas a la zona donde la instalación es ubicada. Estas soluciones deben implicar la mejora y obtención de una tecnología innovadora que logre alcanzar la sostenibilidad. El análisis detallado de algunos de los diferentes estudios desarrollados por la Plataforma Solar de Almería (PSA-CIEMAT) en el marco de proyectos nacionales e internacionales ha sido recogido recientemente en el libro “Concentrating Solar Thermal Technologies: Analysis and Optimisation by CFD Modelling”, publicado por la editorial Springer.

 
  

La aplicación de la ingeniería verde se puede agrupar principalmente en cinco categorías: generación de energía renovable, calidad energética, control ambiental, optimización de máquinas y procesos, y  desarrollo y prueba de productos verdes y tecnologías. Las tecnologías de concentración solar térmica son un ejemplo de ingeniería verde que utiliza una fuente de energía renovable como alternativa a los combustibles fósiles, contribuyendo positivamente al desarrollo sostenible y permitiendo realizar procesos que eviten la generación de gases de efecto invernadero.

  

En este ámbito, la implementación del llamado “diseño verde” debe ofrecer un sistema viable y rentable a la vez que reduzca la generación de contaminación en la fuente y minimice el riesgo para la salud y medioambiente. 

  

En este contexto, la Plataforma Solar de Almería está trabajando en la integración de un diseño completo y eficiente mediante el uso de herramientas de simulación avanzadas capaces de predecir el comportamiento del fluido caloportador en la instalación, así como la definición y optimización de las condiciones de operación con el objetivo de aumentar la eficiencia del sistema y cumplir con el propósito perseguido por la ingeniería verde. Para tal fin se está empleando la Computación Fluidodinámica (CFD), que permite reducir el esfuerzo invertido en la realización del diseño experimental y la adquisición de datos. Esta rama de la mecánica de fluidos complementa el modelado físico y otras técnicas experimentales; puesto que permite suministrar una información detallada de la circulación del fluido en la instalación, incluyendo el estudio de fenómenos complejos como la turbulencia, reacciones químicas, transferencia de calor y materia, y flujo multifásico.

  

En el libro recientemente publicado de María Isabel Roldán Serrano, investigadora de la PSA-CIEMAT, titulado “Concentrating Solar Thermal Technologies: Analysis and Optimisation by CFD Modelling” (Tecnologías de concentración solar térmica: Análisis y optimización mediante modelización CFD) se explica cómo se aplica la simulación CFD al diseño de nuevos conceptos de receptores, a la optimización de diseños existentes, al análisis térmico de los fluidos de trabajo y a la optimización de las condiciones de operación para distintas instalaciones termosolares. La finalidad de esta publicación es poner de manifiesto el potencial de la energía termosolar y la versatilidad que ofrece la CFD en la búsqueda de diseños de instalaciones termosolares más eficientes y en consonancia con los requerimientos que definen a la ingeniería verde.  

  
Aplicación de la computación fluidodinámica en tecnologías de concentración solar térmica como ejemplo de ingeniería verde Aplicación de la computación fluidodinámica en tecnologías de concentración solar térmica como ejemplo de ingeniería verde