Thermoeconomic and environmental optimization of polygeneration systems for small-scale residential buildingsintegrating thermal and electric energy storage, renewable energy and legal restrictions.
El sector residencial, responsable del 27% del consumo energético mundial y 17% de emisiones de gases de efecto invernadero aproximadamente, desempeña un papel clave para combatir el cambio climático. Por esto, el uso de sistemas de poligeneración resulta una alternativa apropiada para cubrir las de...
| Autores: | , |
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| Formato: | tesis de maestría |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2021 |
| País: | España |
| Recursos: | Universidad de Zaragoza |
| Repositorio: | Zaguán. Repositorio Digital de la Universidad de Zaragoza |
| OAI Identifier: | oai:zaguan.unizar.es:106300 |
| Acesso em linha: | http://zaguan.unizar.es/record/106300 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palavra-chave: | ingenieria y tecnologia mecanicas ingenieria y tecnologia del medio ambiente |
| Resumo: | El sector residencial, responsable del 27% del consumo energético mundial y 17% de emisiones de gases de efecto invernadero aproximadamente, desempeña un papel clave para combatir el cambio climático. Por esto, el uso de sistemas de poligeneración resulta una alternativa apropiada para cubrir las demandas energéticas de los edificios, ya que permiten un uso eficiente de los recursos naturales con un bajo impacto ambiental. En este sentido, esta tesis ha desarrollado un modelo de programación lineal entera mixta (MILP) para investigar estos sistemas de forma sistemática, integrando tecnologías renovables, como la solar y eólica, con almacenamiento de energía térmica y eléctrica, considerando equipos comerciales, teniendo en cuenta aspectos económicos y ambientales en el diseño. La investigación comienza por la forma de abordar el proceso de optimización, partiendo por la elección del método para seleccionar días representativos. Comparando diferentes métodos, se demuestra que su idoneidad depende en gran medida de la variabilidad de las series temporales involucradas en el sistema analizado. Además, se ha desarrollado un nuevo método que mejora los resultados del proceso de optimización. Por otro lado, se ha estudiado la viabilidad del uso de edificios residenciales como microrred. El estudio muestra que resultan rentables con respecto a los sistemas energéticos convencionales actuales, pero es necesario la aplicación de incentivos o permitir la venta de electricidad a un precio razonable para que sean competitivos. Adicionalmente, se han estudiado e identificado sinergias entre los componentes del sistema energético gracias al desarrollo de un modelo termoeconómico, que muestran la importancia de abordar el diseño de los sistemas energéticos considerando conjuntamente tecnologías térmicas y eléctricas, destacando la bomba de calor y los acumuladores de energía como tecnologías claves para lograr soluciones más económicas y sostenibles. Finalmente, se han aplicado las últimas regulaciones españolas de autoconsumo para evaluar su impacto económico y ambiental en el diseño de sistemas energéticos. Además, a través de la aplicación de la optimización multiobjetivo, se analizó si la reciente regulación de autoconsumo se ajusta a las metas europeas e internacionales para combatir el cambio climático. Asimismo, se estudia cómo podría abordarse la regulación para promover el desarrollo de sistemas energéticos sostenibles para el sector residencial. Los resultados sugieren actuar sobre la regulación de autoconsumo para reducir el impacto ambiental de forma efectiva. En general, esta tesis proporciona metodologías e ideas útiles para el diseño de sistemas energéticos sostenibles capaces de cubrir las demandas de energía de los edificios residenciales.<br /> |
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