Análisis tecnoeconómico de generación y almacenamiento de energía con bomba de calor y ciclo de recompresion Brayton

Abstract

El propósito de este estudio es evaluar la viabilidad tecnoeconómica de un sistema de almacenamiento térmico por bombeo (PTES) basado en el ciclo Brayton de recompresión de dióxido de carbono en estado supercrítico (s-CO2). Para ello, se implementó un análisis multiparamétrico utilizando el algoritmo NSGA-II (Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II), con variables críticas que incluían las fracciones másicas dirigidas al recompresor, las fracciones másicas dirigidas a la turbina de alta presión El análisis efectuado también contempló las condiciones de presión y temperatura de entrada del compresor, así como la temperatura de entrada de la turbina. La optimización de los parámetros de rendimiento, incluida la eficiencia round-trip (¿¿¿¿¿¿) y el coste nivelado de almacenamiento (LCOS), facilitó la identificación de las compensaciones inherentes entre el rendimiento termodinámico y el económico. Los resultados obtenidos en este estudio indican que, al minimizar el LCOS, el sistema alcanza un valor de 148,72 $/MWh con un ¿¿¿¿¿¿ del 57,1 %, mientras que al maximizar la eficiencia se alcanza el 61,5 % con un LCOS superior de 158,4 $/MWh. El análisis de destrucción de exergía subraya la importancia estratégica del compresor principal y los tanques de almacenamiento en la distribución de irreversibilidades. Los hallazgos reportados en este estudio corroboran la factibilidad técnica del ciclo de recompresión Brayton s-CO2 como alternativa competitiva para el almacenamiento térmico de larga duración.