Estudio de factibilidad técnica para la recuperación de energía en sistemas de transporte de gas utilizando colectores solares térmicos

Abstract

Este proyecto estudia la factibilidad de implementar dos tipos de colectores solares térmicos como parte de un sistema de recuperación de energía en estaciones de distribución de gas. La función de los colectores es el pre-calentamiento del gas para evitar la formación de condensados al pasar por el turboexpander. El diseño se realizó a partir de las condiciones de operación de la estación de distribución de gas de Barrancabermeja. Los dos tipos de colectores solares estudiados fueron el de placa plana (FPC) y el de canal parabólico (PTC). El mejor rendimiento del FPC se dio con un área de 9112 m2 pero solo funcionaba de 9 am a 3 pm a las condiciones mínimas de operación y de 11 am a 1 pm a las máximas. El mejor rendimiento del PTC se dio con un área de apertura de 24192 m2, con la que funcionaba todo el día a las condiciones mínimas y máximas. Debido a que el FPC no funciona todo el día y al requerimiento de calentamiento nocturno se diseñó un sistema de calentamiento alterno (SCA) constituido por una caldera y un intercambiador de calor. Un análisis ambiental (con respecto al uso de sólo el SCA) del funcionamiento del FPC acoplado al SCA determinó un ahorro de consumo de gas y disminución de CO2 del 79,65% a las condiciones mínimas y 56,64% a las máximas de 7 am a 5 pm, y del 36,5% a las mínimas y 25,96% a las máximas durante todo el día. Para el PTC el ahorro de consumo de gas y disminución de CO2 fue del 100% de 7 am a 5 pm, y del 45,83% durante todo el día. Finalmente la implementación de cualquiera de estos colectores es poco viable debido al alto requerimiento de espacio y costos de inversión inicial.