Sistema de almacenamiento termoquímico basado en amoníaco

Description

La intermitencia del recurso renovable conduce cada vez más a la necesidad de implementar sistemas de almacenamiento de energía, que aseguren el suministro energético y evitar los denominados curtailments. En este trabajo se desarrolla un sistema de almacenamiento de energía termoquímico, integrado a un sistema de energía solar de concentración (CSP) para promover la reacción de descomposición del amoníaco, para su posterior almacenamiento a alta presión en forma de gas de síntesis. Cuando así lo requiera la demanda, se liberará el syngas en la fase de descarga, produciendo amoníaco y liberando calor que podrá ser aprovechado para distintos usos, como será ha discutido. El sistema propuesto en el punto nominal de operación alcanza un rendimiento térmico del 50% y un rendimiento de conversión de energía solar a química del 46%, ofreciendo 8 horas de almacenamiento. Los costes nivelados de almacenamiento alcanzan valores de 130 €/MWh, siendo competitivo respecto a otras tecnologías de almacenamiento de su misma tipología. La flexibilidad del sistema permite la integración de un bloque de potencia a media temperatura compuesto por un ciclo de Rankine o un ORC, así como para la producción de calor de distrito.

Abstract

The intermittency of the renewable resource increasingly leads to the need to implement energy storage systems to ensure the energy supply and avoid the so-called curtailments. In this work, a thermochemical energy storage system is developed, integrated to a concentrating solar power system (CSP) to promote the ammonia decomposition reaction, for its subsequent storage at high pressure in the form of synthesis gas. When required by demand, syngas will be released in the discharge phase, producing ammonia, and releasing heat that can be used in different ways, as discussed. The proposed system at nominal operating point achieves a thermal efficiency of 50% and a solar to chemical energy conversion efficiency of 46%, providing 8 hours of storage. The levelized storage costs reach values of 130 €/MWh, being competitive with other storage technologies of the same type. The flexibility of the system allows the integration of a medium temperature power block composed of a Rankine cycle or Organic Rankine cycle, as well as for district heat production.

Abstract

Universidad de Sevilla. Máster de Ingeniería Industrial

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