Algunas líneas de investigación en energías renovablesAlgunas líneas de investigación en energías renovablesen la Escuela de Ingenierías Industriales de la

Universidad de Extremadura

Antonio Ruiz CelmaDr Ingeniero IndustrialProfesor Titular de Universidad

MÁSTER EN RECURSOS RENOVABLES E INGENIERÍA ENERGÉTICAE INGENIERÍA ENERGÉTICA

Impartiéndose desde el curso 2007/2008

2 5

3 0

1 5

2 0

lum

nos

5

1 0Nº a

02 0 0 7 - 2 0 0 8 2 0 0 8 - 2 0 0 9 2 0 0 9 - 2 0 1 0

C u r s o

120 édit d ñ120 créditos en dos años

MÓDULOS

Ó ÓMÓDULO-1: FORMACIÓN FUNDAMENTALMÓDULO-2: GESTIÓN ENERGÉTICAMÓDULO-3: FUENTES DE ENERGÍAMÓDULO-4: IMPLICACIONES MEDIOAMBIENTALESMÓDULO 4: IMPLICACIONES MEDIOAMBIENTALES

TRABAJO FIN DE MÁSTER –prácticas en empresas

20 profesores UEX + 20 externos

Empresas y Organismos Patrocinadores:

Manuel Guerra S.L.U.

ALGUNAS LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN

Biomasa – solar térmicaSecado térmico de recursos biomásicos húmedos

Biomasa

Densificación – peletizadoAnálisis de la combustiónDigestión anaerobia

Solar fotovoltaicaInstalaciones aisladas (fotorriego)

Biomasa-solar térmica

Breve descripción de la instalación

Thermomixer

DecanterSludge Separator

Thermomixer

DecanterSludge Separator

de la instalación1 2

Vertical centrifuger

OMW

Recovered olive oil

WOH

C l

WaterHeatintermediate

basinReception basin

OH Vertical centrifuger

OMW

Recovered olive oil

WOH

C l

WaterHeatintermediate

basinReception basin

OH

3

Dryer

CyclonChimney

Wet airflow

OH

Air

Dryer

CyclonChimney

Wet airflow

OH

Air

3

4OH

Gases flow

OH

Gases flow

~

Heat to thermomixer

Internal combustion

Concentrated OMW

~~

Heat to thermomixer

Internal combustion

Concentrated OMW5

From thermomixer

combustion engines

From thermomixer

combustion engines

Prototipo escala 1

0.20 m3

0 ,8 0

1 ,0 0

n a tu ra l c o n ve c tio nfo rc e d c o n ve c tio n 4 5

5 0

5 5

6 0 A m b ie n t D r y in g c h a m b e rS a m p leA m b ie n tDr y in g c h a m b e rS a m p le

0 ,4 0

0 ,6 0

MR

1 5

2 0

2 5

3 0

3 5

4 0

Tem

pera

ture

(ºC

)

0 ,0 0

0 ,2 0

0 2 1 6 0 0 4 3 2 0 0 6 4 8 0 0 8 6 4 0 0 1 0 8 0 00

1 2 9 6 00

1 5 1 2 00

1 7 2 8 00

D ryin g tim e (s )

0

5

1 0

0 2 1 6 0 0 4 3 2 0 0 6 4 8 0 0 8 6 4 0 0 1 0 8 0 0 0 1 2 9 6 0 0 1 5 1 2 0 0 1 7 2 8 0 0D ryin g tim e (s )

Prototipo escala 2 100 m3∼p 100 m∼(x500)

126 0

7 0

C)

T ª   s e c a d e r o

T ª   e x te r io r

12 m

1.9 m0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

1 5 1 1 0 1 1 5 1 2 0 1 2 5 1 3 0 1 3 5 1 4 0 1 4 5 1 5 0 1 5 5 1 6 0 1 6 5 1 7 0 1 7 5 1 8 0 1 8 5 1 9 0 1 9 5 1 1 0 0 1

N º  m e d id a

Tem

pera

tura

 (ºC

Temperatura y humedad relativaTemperatura y humedad relativa

4 m

Velocidad del aire

Irradiancia

Temperatura del producto

SAD

Velocidad del aire

Irradiancia

Temperatura del producto

SADSADSAD

Con temperaturas interiores superiores a 35 ºC durante al menos 10 h al día

El régimen de trabajo puede ser de una carga al día(espesor limitado)

12 kg/m2 día

Ratios:

g0,72 t/m2 período 2 meses

Scintas = 30 m2

30 m2 360 kg / día

60 m2

300 m2

720 kg / día

3600 kg / día

600 m2 7200 kg / día …ni almacenamientos intermedios, ni aportes auxiliares…

5000 m2 60 t / día

Pérd. mecánico-eléctricas Pérd. por

radiación Pérd. otros Pérd. calor

sensible gases Et circuito aceite Et circuito agua

sin usoEt circuito gases

sin uso Autoconsumo

2382.51 GJ953 GJ

136.66 GJ2779.43 GJ

1715 41 GJ

Pérd. mecánico-eléctricas Pérd. por

radiación Pérd. otros Pérd. calor

sensible gases Et circuito aceite Et circuito agua

sin usoEt circuito gases

sin uso AutoconsumoAutoconsumo

2382.51 GJ953 GJ

136.66 GJ2779.43 GJ

1715 41 GJ

Modo sólo generación

47650.34 GJ(G.N.)

E.E. bruta

E.E. bruta

E.E. neta

49187.63 GJ

15859.93 GJ

65047.56 GJ

1715.41 GJ9196.51 GJ

13580.35 GJ

1046.50 GJ

Modo sólo generación

47650.34 GJ(G.N.)

E.E. bruta

E.E. bruta

E.E. neta

49187.63 GJ

15859.93 GJ

65047.56 GJ

1715.41 GJ9196.51 GJ

13580.35 GJ

1046.50 GJ

Modo cogeneración

160148.12 GJ(G.N.)

Autoconsumo

45642.21 GJ

7633.22 GJ

30908.58 GJ

Modo cogeneración

160148.12 GJ(G.N.)

AutoconsumoAutoconsumo

45642.21 GJ

7633.22 GJ

30908.58 GJ

Pérd. calor sensible gases

Et circuito aceite

Et circuito agua

Et circuito gases

Termobatidora

Secadero

+Torre de

concentración8007.40 GJ

3202.96 GJ

459.39 GJ

9341.40 GJ

5765.33 GJ

4666.51 GJ

18703.44 GJ

Pérd. calor sensible gases

Et circuito aceite

Et circuito agua

Et circuito gases

TermobatidoraTermobatidora

Secadero

+Torre de

concentración8007.40 GJ

3202.96 GJ

459.39 GJ

9341.40 GJ

5765.33 GJ

4666.51 GJ

18703.44 GJ

Pérd. mecánico-eléctricas

Pérd. por radiación

Pérd. otros

sensible gases

Et circuito agua sin uso

Calentamiento de aire

15944.50 GJ

10297.57 GJ

55939.78 GJ

37236.34 GJ

8007.40 GJ

Pérd. mecánico-eléctricas

Pérd. por radiación

Pérd. otros

sensible gases

Et circuito agua sin uso

Calentamiento de aire

15944.50 GJ

10297.57 GJ

55939.78 GJ

37236.34 GJ

8007.40 GJ

Diagrama de Sankey de la instalación de cogeneración

Durante la campaña del tomate se generan i l itimportantes cantidades de pieles y pepitas

Dificultades (almacenamiento-manipulación):

Alto contenido en humedadAlto contenido en humedadAparición de procesos de fermentaciónAtaque de roedores, pájaros e insectosAltos costes de transporte…

Tratamiento previo: SECADO TÉRMICO

Con temperaturas interiores superiores a 35 ºC durante al menos 10 h al día

El régimen de trabajo puede ser de dos cargas al día(espesor limitados)

22 kg/m2 día

Ratios:

g1,3 t/m2 campaña 2 meses

Scintas = 30 m2

30 m2 660 kg / día

60 m2

300 m2

1320 kg / día

6600 kg / día

600 m2 13200 kg / día …ni almacenamientos intermedios, ni aportes auxiliares…

5000 m2 110 t / día

444

1 25

6

7

11 2255

66

77

Modelado matemático de la cinética del

proceso3

8

33

88

proceso

Experimental set-up: fan (1); control panel (2); heater (3); temperatureand humidity sensors (4); digital balance (5); flow sensor (6); tray (7);Computer (8).

Simulación térmica

IR radiatorTemperature sensor

tray

Control bar and displayPrinter

Digital balance

Serial Interface

PROCESO DE DENSIFICACIÓNPREPARACIÓN DE MUESTRASALPECHÍN

ORUJOSMOLINO DE CUCHILLAS TAMIZADORAORUJOS

4 0

4 5

5 0

a A lp e c h ín

2 5

3 0

3 5

4 0m

ater

ia re

teni

da A lp e c h ín

O r u jo

5

1 0

1 5

2 0

Por

cent

aje

de m

Orujos de uvaRebollo

00 1 2 3 4

L u z ta m iz (m m )

…

matriz anular y rodillosy

PROCESO DE DENSIFICACIÓNPELETIZADO

Φ = 6 mm, l = 17-19 mm

S1 S2 S3

PELETIZADORAPELETIZADORAS4 S5

DurezaDurabilidadResistencia al agua

Usos:

Usos térmicos (calefacción producción de ACS )Usos térmicos (calefacción, producción de ACS…)Usos de alimentación de ganadoOtros

Análisis de la combustión

BIODIGESTOR SEMICONTINUO.

ÓBIODIGESTOR CONTINUO CONTROLADO POR AUTÓMATA.

Proyecto Biogasol

Energía solar térmica de concentración-biogás de la digestión anaerobia

Tipo Dos cilindros en V a 90ºCilindrada 160 cm3

Motor Stirling

Cilindrada 160 cm3

Peso 430 kgGas de trabajo Hidrógeno

Presión de trabajo 20-150 barPotencia eléctrica bruta máxima 9,8 kW

Potencia neta 9,2 kW,Velocidad nominal 1500 rpmConexión eléctrica 400 V, 50 Hz, 3 fases

Aplicaciones de la fotovoltaica en sistemas aislados

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