Memorias de investigación
Thesis:
EVALUACION DE UN SISTEMA DE ENERGIA SOLAR TERMICA PARA SUMINISTRO DE AGUA CALIENTE EN INDUSTRIAS CARNICAS
Year:2017

Research Areas
  • Engineering

Information
Abstract
El desarrollo sostenible, el acceso universal a la energía barata y limpia y la seguridad energética, son claves para la prosperidad y para alcanzar la igualdad en el planeta. El objetivo fijado por el Plan de Energías Renovables 2011-2020 de obtener el 20% de la energía de procedencia renovable no se está cumpliendo en España, a pesar de disponer de recursos renovables con un elevado potencial, como la energía solar. Dentro del sector agroalimentario, las industrias cárnicas presentan una alta producción y son un tejido productivo importante en este país. En este tipo de industrias, el agua caliente empleada en el proceso productivo es un aspecto clave para operaciones de limpieza, cocción, etc., implicando un gran consumo energético. La demanda de agua caliente no es muy estacional, lo que a priori le hace buena candidata para la instalación de sistemas solares térmicos (SST). No obstante, la implantación de estos sistemas es escasa en el sector, debido a que la demanda de agua caliente es muy variable en temperatura y horarios, requiriéndose por lo general temperaturas más elevadas que en el suministro de agua caliente sanitaria. Esta tesis pretende contribuir al fomento y utilización de las energías renovables en el sector agroindustrial a través del estudio de los SST con captadores de tubos de vacío para suministrar parte de la demanda de agua caliente en las industrias cárnicas. Para ello se han establecido patrones de demanda típicos de las industrias (temperatura y volúmenes demandados y horarios en los que se requieren); a través de una instalación experimental se ha caracterizado el potencial de producción de este tipo de sistemas solares a lo largo del año; se ha cuantificado la energía útil que el sistema solar es capaz de suministrar a lo largo del año, en diferentes industrias y escenarios; finalmente se ha determinado la rentabilidad del sistema solar como sistema complementario de suministro en 3600 casos distintos. Los estudios arrojan resultados optimistas para la implantación de estos sistemas. En ciudades con niveles de irradiación por encima de 1.700 kWh/año (Madrid, Barcelona, Sevilla y Murcia) la energía anual suministrada por un SST optimizado varía entre el 29% y el 73% del total de la energía necesaria; el gasto energético anual se reduce entre un 25% y 68%. En estos casos todos los indicadores de rentabilidad son positivos, con payback entre 8 y 19 años en función del tipo de instalación de suministro energético complementario y de las características concretas de la demanda de la industria. Por el contrario, en ciudades con bajos niveles de irradiación, como La Coruña y Bilbao, la energía obtenida es mucho menor, aumentando el payback en los escenarios en los que la instalación es rentable. En muchos casos, la inversión no sería recomendable, lo cual pone de manifiesto que la rentabilidad energética está en función de la cantidad demandada, del sistema de suministro complementario y de la localización. Claramente todos los índices de rentabilidad hacen mucho más rentable la sustitución de energía eléctrica que del petróleo. La causa principal es la diferencia de coste energético entre ambas. Bajo los escenarios planteados se ha llevado a cabo un análisis de sensibilidad, cuantificando los umbrales de rentabilidad ante la variación de los parámetros definidos; en concreto: cambios en el coste de la inversión, coste energético, vida útil de la instalación y tasa de actualización. Por ejemplo, este análisis permite cuantificar la rentabilidad si la vida útil se incrementase o se redujese, si el precio de la inversión disponible fuese diferente, etc. aportando información adicional de gran valor para la toma de decisiones del sector. Los resultados de esta tesis pueden ser de gran utilidad para incrementar la implantación de estos sistemas en las industrias cárnicas, con el fin de lograr un sector agroindustrial más sostenible y competitivo
International
No
Type
Doctoral
Mark Rating
Sobresaliente
Date
14/09/2017
Participants

Research Group, Departaments and Institutes related
  • Creador: Grupo de Investigación: Patrimonio, paisaje, documentación gráfica y construcción agroforestal
  • Departamento: Ingeniería Agroforestal