Projecte H2020 HyCool: Refrigeració Industrial mitjançant sistema Híbrid basat en Calor Solar
- Tipus Projecte
- Estat Completat
- Execució 2018 -2022
- Pressupost assignat 5.818.971,87 €
- Àmbit Europeo
- Font principal de finançament H2020
- Web del projecte HyCool
Els treballs per a l'optimització de components i el disseny final de la bomba de calor solar híbrida modular a escala real, la fabricació i la posada en marxa s'han realitzat en el primer període. Bàsicament, el modelatge numèric de la bomba de calor híbrida, per optimitzar el seu rendiment mitjançant una modularitat adequada i una lògica de control optimitzada, el primer disseny d'una bomba de calor híbrida optimitzada per a aplicacions industrials solars, les proves experimentals, en condicions controlades de laboratori, d'un mòdul de bomba de calor híbrida per dibuixar un mapa de rendiment i dibuixar un mapa de rendiment segons els resultats de la campanya de proves experimentals.
El modelatge i la definició dels components del sistema, els fluxos d'energia i les capacitats d'emmagatzematge van haver d'executar-se durant aquest període amb l'objectiu de definir el disseny de tot el sistema, com ara les fonts d'energia, els consumidors de vapor, les càrregues de refrigeració i les capacitats d'emmagatzematge, i com aquests components estan connectats físicament entre si. La visualització de la integració del sistema i la bomba de calor híbrida va haver de començar a M5.
Durant aquest període s'han realitzat altres tasques, com ara el desenvolupament d'un protocol de caracterització per a materials adsorbents, amb l'objectiu d'estimar-ne correctament el rendiment. Cal conèixer la difusivitat tèrmica, la capacitat calorífica, el comportament d'adsorció, les propietats de transport de vapor i la calor d'adsorció a temperatures i pressions diferents.
L'avenç general del treball s'ha assolit gairebé al 100%, excepte la visualització de la integració del sistema i la bomba de calor híbrida, així com els projectes executius a dos llocs de demostració (pendent dels detalls del camp solar). La taula següent presenta el progrés cap al compliment dels objectius del projecte. Per a cada objectiu identificat a la Descripció de l'Acció (DoA), es presenta l'estat del compliment tècnic i el WP corresponent.
Taula 1: Objectius i estat del projecte en el període (M1-M18)
Objectiu WP Estat
Obtenció d'una configuració vàlida per als dos pilots (GIV i DEBO)-WP2-WP3-WP5-(100%)
Primer disseny de la bomba de calor modular-WP3-(100%)
Esquema hidràulic i especificació de cada lloc de demostració-WP5-(100%)
Requisits i indicadors del sistema solar híbrid-WP2-(100%)
Indicadors clau de rendiment (KPI)-WP2-(100%)
Disseny final de la bomba de calor solar híbrida modular a escala real-WP3-(100%)
Fabricació de HHP-WP3-(100%)
Modelatge i definició dels components del sistema, fluxos denergia i capacitats demmagatzematge-WP5-(100%)
Visualització de la integració del sistema i la bomba de calor híbrida-WP5-(85%). Finalització de la integració del sistema.
Desenvolupament del protocol de caracterització de materials adsorbents (WP4, 100%).
Projectes executius en dos llocs de demostració (WP6, 85%). Finalització dels detalls del camp solar.
Per avaluar els resultats esperats de Hycool, s'ha proposat una metodologia d'Indicadors Clau de Rendiment (KPI), que es detalla a l'apartat D.2.5 Indicadors Clau de Rendiment i Nivells de Procés. Aquest producte recopila, organitza i classifica els KPI que es poden utilitzar per a les aplicacions dels processos Hycool. Els KPI esmentats es basen en la literatura i l'experiència dels socis responsables del desenvolupament del sistema dins del projecte Hycool. Per tant, cal un seguiment minuciós del compliment dels KPI ja identificats per demostrar el potencial de la tecnologia Hycool quan els sistemes instal·lats estiguin en funcionament.
L'objectiu del Projecte HyCool és augmentar l'ús actual de l'energia solar tèrmica als processos industrials. Per fer-ho, proposa la combinació d'un nou sistema de col·lectors solars tèrmics Fresnel CSP (FCSP) amb bombes de calor híbrides (HHP) especialment dissenyades (una combinació "dues en un" de bombes de calor d'adsorció i compressor) per a un rang de temperatura de sortida més ampli (calefacció i refrigeració solar -SHC-) de l'energia solar tèrmica proposada a entorns industrials.
En resum, els principals avantatges del sistema HyCool són:
- Major flexibilitat: la combinació de dos sistemes permet que les HHP acceptin tant l'electricitat com la calor dels sistemes solars com a força motriu, creant així un fort efecte sinèrgic que s'utilitzarà per generar refrigeració, mentre que el sorbent sòlid (el component principal de la bomba de calor d'adsorció) es pot adaptar a entorns de treball específics.
- Major eficiència: les HHP alimentades amb calor solar i residual, i integrades en processos industrials tèrmics/elèctrics en una planta real, poden assolir valors de COP dues vegades superiors als de les bombes de calor convencionals.
La missió del projecte HyCool és augmentar l'ús actual de la calor solar en els processos industrials i, per això, el projecte proposa l'acoblament de nous col·lectors solars tèrmics (FCSP) Fresnel CSP amb bombes de calor híbrides (HHP) especialment construïdes (una combinació "dos en un" de bombes de calor basades en adsorció i compressor) per a solar (SHC-), i per proporcionar una àmplia gamma de configuracions operatives i de disseny per adaptar-se millor a cada cas, augmentant així el potencial d'implementació de la proposta. Calor Solar a entorns industrials. Les dues característiques principals del sistema HyCool són la Flexibilitat i l'Eficiència i permetran diferents estratègies per a un sistema tècnicament i econòmicament viable. Durant la fase de Capital Expeditures es buscarà la simplicitat perseguint la facilitat en optimitzar la configuració del disseny, la construcció modular i els ITS per a la posada en marxa. Durant les despeses operatives, es cercarà l'equilibri òptim entre la flexibilitat operativa i l'eficiència del sistema HyCool per maximitzar la rendibilitat de HyCool en cada cas individual. A continuació, els pilots proposats demostraran les dues estratègies oposades a dos sectors industrials líders clau seleccionats: Food Case Pilot es dirigeix a petites indústries alimentàries especialitzades en àrees d'alta irradiació solar amb necessitats de refrigeració en els seus processos. Aquí, les configuracions estretes tenen com a objectiu optimitzar l'eficiència, per tant, se seleccionarà un sistema simple per obtenir resultats màxims en funció de les condicions d'ús. El pilot de cas químic s'adreça a indústries amb diversos processos en àrees d'alta irradiació solar amb necessitats de vapor i refrigeració. Aquí, una configuració més complexa té com a objectiu optimitzar la flexibilitat operativa, per la qual cosa s'implementarà un sistema més complex, capaç de canviar entre diferents opcions segons el clima, la temporada i el cronograma de producció. Finalment, es tindrà especial consideració a generar confiança durant la comunicació de HyCool i la difusió de resultats durant el projecte.
Considerant l'STO 2 descrit, els resultats esperats podrien sintetitzar-se com una reducció del consum energètic en comparació dels sistemes de bombes de calor convencionals de fins a un 75%, un COP elèctric HHP de 6, un augment de l'eficiència de fins a un 25% (tenint en compte també els auxiliars de tot el sistema) i una reducció de les 0%.
Els diferents KPI que es proposaran abordaran els aspectes següents: Característiques energètiques (valors absoluts de potències, capacitats d'emmagatzematge, etc.), Eficiència energètica (rendiment energètic instantani i integrat, per a tot el sistema, per a cada mòdul), Eficiència de costos (p. ex. inversió, costos de manteniment, condicions de ROI) confort (condicions dús i manteniment, caracterització de limpacte tèrmic), Impacte mediambiental (consideracions del cicle de vida, quota denergia renovable) i Robustez, fiabilitat, autonomia. A nivell de màquina, aquests KPI comprenen: COP, EER, densitat de potència de refrigeració, cost per unitat de potència de refrigeració, objectius de cicle de vida.
IMPACTE:
L'acció generarà solucions que demostrin que l'energia solar tèrmica pot ser una font d'energia fiable per als processos industrials, cosa que ofereix perspectives importants per a l'adopció d'aquesta font d'energia renovable al mercat i per a la descarbonització dels processos industrials.
Impuls a la capacitat dinnovació: La capacitat dinnovació és la capacitat de les organitzacions per comercialitzar noves idees, productes i serveis, i inclou aspectes tècnics, de gestió i de recursos.
Competitivitat, creixement i creació d'ocupació a la UE: El mercat industrial es manté pràcticament intacte malgrat que el 45% de la calor total dels processos industrials es produeix al rang de temperatura baixa a mitjana. Les llistes de les indústries i els processos més aplicables a l'energia solar tèrmica estan ben documentades, per la qual cosa el projecte se centra en les primeres demostracions a les indústries química i alimentària. El potencial d'aquest mercat és innegable: representa milers de milions d'euros i centenars de milers de llocs de treball.
Beneficis per a la societat: La flexibilitat de la solució HyCool, l'emmagatzematge i el sistema de control TIC s'ajusten als conceptes de resposta a la demanda ia les tendències emergents a la xarxa intel·ligent. Això augmenta la probabilitat i la disposició de les empreses industrials per participar en aquests programes, cosa que és clau per a una xarxa de distribució i transmissió més fiable en general. Al costat del consumidor, els consumidors expressen preferència per edificis i productes sostenibles.
- VEOLIA SERVEIS CATALUNYA SOCIEDAD ANONIMA UNIPERSONAL
Projectes relacionats
