Proxecto H2020 HyCool: Refrixeración industrial mediante un sistema híbrido baseado na calor solar
- Tipo Proxecto
- Estado Cheo
- Execución 2018 -2022
- Orzamento asignado 5.818.971,87 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto HyCool
Durante o primeiro período concluíronse os traballos de optimización de compoñentes e o deseño final da bomba de calor solar híbrida modular a gran escala, xunto coa súa fabricación e posta en marcha. Basicamente, a modelización numérica da bomba de calor híbrida, para optimizar o seu rendemento mediante unha modularidade axeitada e unha lóxica de control optimizada, o primeiro deseño dunha bomba de calor híbrida optimizada para aplicacións industriais solares, probas experimentais, en condicións controladas de laboratorio, dun módulo de bomba de calor híbrida para elaborar un mapa de rendemento, e a revisión final do deseño a escala real da bomba de calor híbrida, segundo os resultados da campaña de probas experimentais.
Durante este período houbo que modelar e definir os compoñentes do sistema, os fluxos de enerxía e as capacidades de almacenamento para poder definir o deseño de todo o sistema, como fontes de enerxía, consumidores de vapor, cargas de refrixeración e capacidades de almacenamento, e como estes compoñentes están conectados fisicamente entre si. A visualización da integración do sistema e da bomba de calor híbrida tiña que comezar en M5.
Neste período realizáronse outras tarefas, como a elaboración dun protocolo de caracterización de materiais adsorbentes, co obxectivo de estimar correctamente o seu rendemento. É necesario coñecer a difusividade térmica, a capacidade calorífica, o comportamento de adsorción, as propiedades de transporte de vapor e a calor de adsorción a diferentes temperaturas e presións.
O avance global dos traballos alcanzou case o 100%, con excepción da visualización da integración do sistema e da bomba de calor híbrida, así como dos deseños finais en dous lugares de demostración (pendientes de detalles do campo solar). A seguinte táboa presenta os avances no cumprimento dos obxectivos do proxecto. Para cada obxectivo identificado na Descrición da Acción (DoA), preséntase o estado do seu cumprimento técnico e o WP correspondente.
Táboa 1: Obxectivos e estado do proxecto no período (M1-M18)
WP State Target
Obtención dunha configuración válida para ambos os pilotos (GIV e DEBO)-WP2-WP3-WP5-(100%)
Primeiro deseño da bomba de calor modular-WP3-(100%)
Diagrama hidráulico e especificación de cada lugar de demostración-WP5-(100%)
Requisitos e indicadores do sistema solar híbrido-WP2-(100%)
Indicadores clave de rendemento (KPI)-WP2-(100%)
Deseño final da bomba de calor solar híbrida modular a gran escala-WP3-(100%)
Fabricación de HHP-WP3-(100%)
Modelado e definición de compoñentes do sistema, fluxos de enerxía e capacidades de almacenamento - WP5 - (100%)
Visualización da integración do sistema e da bomba de calor híbrida-WP5-(85%). Finalización da integración do sistema.
Desenvolvemento do protocolo de caracterización de materiais adsorbentes (WP4, 100%).
Proxectos executivos en dous sitios de demostración (WP6, 85%). Finalización dos detalles do campo solar.
Para avaliar os resultados esperados de Hycool, propúxose unha metodoloxía de Indicadores clave de rendemento (KPI) que se detalla no apartado D.2.5 “Indicadores clave de rendemento e niveis de proceso”. Este produto recolle, organiza e clasifica os KPI que se poden usar para aplicacións de procesos Hycool. Os KPI mencionados baséanse na literatura e na experiencia dos socios responsables do desenvolvemento do sistema dentro do proxecto Hycool. Polo tanto, é necesario un seguimento coidadoso do cumprimento dos KPI xa identificados para demostrar o potencial da tecnoloxía Hycool unha vez que os sistemas instalados estean operativos.
O obxectivo do Proxecto HyCool é aumentar o uso actual da enerxía solar térmica nos procesos industriais. Para iso, propón a combinación dun novo sistema de colectores solares térmicos Fresnel CSP (FCSP) con bombas de calor híbridas (HHP) especialmente deseñadas (unha combinación "dous en un" de bombas de calor de adsorción e compresor) para un rango de temperatura de saída máis amplo (quecemento e refrixeración solar -SHC-) e unha ampla gama de configuracións de deseño e funcionamento da enerxía solar proposta para aumentar o potencial de implantación do ambiente industrial.
En resumo, as principais vantaxes do sistema HyCool son:
- Maior flexibilidade: a combinación de dous sistemas permite aos HHP aceptar tanto a electricidade como a calor dos sistemas solares como forza motriz, creando un forte efecto sinérxico que se utilizará para xerar arrefriamento, mentres que o adsorbente sólido (o compoñente principal da bomba de calor de adsorción) pode adaptarse a ambientes de traballo específicos.
- Maior eficiencia: os HHP alimentados por calor solar e residual, e integrados en procesos industriais térmicos/eléctricos nunha planta real, poden acadar valores COP dúas veces máis altos que os das bombas de calor convencionais.
A misión do proxecto HyCool é aumentar o uso actual da calor solar nos procesos industriais e, para iso, o proxecto propón o acoplamento dos novos colectores solares térmicos Fresnel CSP (FCSP) con bombas de calor híbridas (HHP) especialmente construídas (unha combinación "dous en un" de bombas de calor baseadas en compresores e adsorción) para un rango de temperatura de saída máis amplo e un rango de temperaturas de saída máis amplo, e un rango de temperatura de saída máis amplo e de refrigeración. configuracións para adaptarse mellor a cada caso, aumentando así o potencial de implementación da proposta. Calor solar en ambientes industriais. As dúas características principais do sistema HyCool son a flexibilidade e a eficiencia e permitirán diferentes estratexias para un sistema viable técnica e economicamente. Durante a fase de Capital Expeditions, procurarase a simplicidade procurando facilitar a optimización da configuración do deseño, a construción modular e o ITS para a posta en marcha. Durante os gastos operativos, buscarase o equilibrio óptimo entre a flexibilidade operativa e a eficiencia do sistema HyCool para maximizar a rendibilidade de HyCool en cada caso individual. Os pilotos propostos demostrarán entón ambas as estratexias opostas en dous sectores industriais principais seleccionados: o Food Case Pilot ten como obxectivo pequenas plantas de procesamento de alimentos especializadas en áreas de alta irradiación solar con necesidades de refrixeración do proceso. Aquí, as configuracións estreitas pretenden optimizar a eficiencia, polo que se seleccionará un sistema sinxelo para acadar os máximos resultados en función das condicións de uso. O caso piloto de produtos químicos diríxese ás industrias de procesos múltiples en áreas de alta irradiación solar con necesidades de vapor e refrixeración. Aquí, unha configuración máis complexa ten como obxectivo optimizar a flexibilidade operativa, polo que se implementará un sistema máis complexo, capaz de cambiar entre diferentes opcións dependendo do tempo, a estación e o calendario de produción. Finalmente, terase en conta especialmente a creación de confianza durante a comunicación de HyCool e a difusión dos resultados ao longo do proxecto.
Considerando o STO 2 descrito, os resultados esperados poderían resumirse como unha redución do consumo enerxético fronte aos sistemas de bomba de calor convencionais de ata un 75%, un COP eléctrico HHP de 6, un aumento da eficiencia de ata un 25% (tendo en conta tamén os auxiliares de todo o sistema) e unha redución das emisións operativas de GEI de ata un 90%.
Os diferentes KPI que se proporán abordarán os seguintes aspectos: Características enerxéticas (valores absolutos de potencias, capacidades de almacenamento, etc.), Eficiencia enerxética (rendemento enerxético instantáneo e integrado, para todo o sistema, para cada módulo), Eficiencia de custos (p. impacto (consideracións sobre o ciclo de vida, cota de enerxía renovable) e Robusteza, fiabilidade, autonomía. A nivel de máquina, estes KPI incluirán: COP, EER, densidade de potencia de refrixeración, custo por unidade de potencia de refrixeración, obxectivos do ciclo de vida.
IMPACTO:
A iniciativa xerará solucións que demostren que a enerxía solar térmica pode ser unha fonte de enerxía fiable para os procesos industriais, ofrecendo importantes oportunidades para a adopción no mercado desta fonte de enerxía renovable e para a descarbonización dos procesos industriais.
Impulso da capacidade de innovación: a capacidade de innovación é a capacidade das organizacións para comercializar novas ideas, produtos e servizos, e inclúe aspectos técnicos, de xestión e de recursos.
Competitividade, crecemento e creación de emprego na UE: o mercado industrial permanece practicamente intacto, aínda que o 45% da calor total xerada nos procesos industriais está no rango de temperaturas baixas a medias. As listas de industrias e procesos máis aplicables á enerxía solar térmica están ben documentadas, polo que o proxecto céntrase nas primeiras demostracións nas industrias química e alimentaria. O potencial deste mercado é innegable: representa miles de millóns de euros e centos de miles de postos de traballo.
Beneficios para a sociedade: a flexibilidade da solución HyCool, o almacenamento e o sistema de control TIC encaixan cos conceptos de resposta á demanda e as tendencias emerxentes na rede intelixente. Isto aumenta a probabilidade e a vontade das empresas industriais de participar nestes programas, o que é clave para unha rede de distribución e transporte máis fiable en xeral. No lado do consumidor, os consumidores expresan unha preferencia polos edificios e produtos sostibles.
- VEOLIA SERVEIS CATALUNYA SOCIEDAD ANONIMA UNIPERSONAL
Proxectos relacionados
