Evaluación del desempeño y viabilidad de ciclos Brayton con CO₂ supercrítico en una planta de concentración solar de torre central de sal fundida

Abstract

El objetivo de este estudio es valuar mediante modelamiento el desempeño y viabilidad de ciclos Brayton con sCO₂ en una planta de concentración solar de torre central de sal fundida de características equivalentes a “Cerro Dominador”. Se evalúan distintas sales fundidas, la sal fundida a base de nitrato (NaNO₃ KNO₃), la sal fundida a base de fluoruro (LiF NaF KF), las sales fundidas a base de cloruro (ZnCl₂ NaCl KCl, MgCl₂ KCl y MgCl₂ KCl NaCl) y la sal fundida a base de carbonato (Na₂CO₃ K2CO₃ Li₂CO₃). Estas comparaciones se basan en la energía anual producida por la planta CSP modelada, con características equivalentes a la planta “Cerro Dominador”, el costo nivelado de la energía (LCOE) y con las diferentes configuraciones del ciclo de potencia Brayton (ciclo de potencia simple con recalentamiento, recompresión con recalentamiento, enfriamiento parcial con recalentamiento e inter-enfriamiento con recalentamiento) y el ciclo de potencia Rankine. Se obtiene un LCOE mínimo de 54.4 $/MWh con la sal fundida ternaria ZnCl₂ NaCl KCl con los ciclos de recompresión e interenfriamiento con recalentamiento en el escenario de iguales costos del bloque de potencia Rankine y Brayton.