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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/4164| Estudio de un sistema de generación y almacenamiento de calor para un proceso cervecero Modeling of a solar thermal plant to produce hot water and steam for a brewery factory | |
| KALO GERARDO TRASLOSHEROS ZAVALA | |
| Daniel Sauceda Carvajal FRANCISCO JAVIER CARRANZA CHAVEZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Calor solar para procesos industriales, industria cervecera, colectores de placa plana, concentradores de tiro parabólico, almacenamiento de energía en calor sensible Solar heat for industrial process, brewery process, flat plate collectors, parabolic trough collectors, sensible thermal energy storage | |
| El impacto medioambiental causado por la explotación intensiva de combustibles fósiles para la generación de calor y electricidad ha alcanzado un nivel crítico. Además, dado que el sector industrial es el mayor consumidor de energía, principalmente en forma de calor, se ha vuelto esencial implementar energía solar térmica en los procesos industriales, tales como los de las industrias de procesamiento de alimentos y bebidas, que no requieren altas temperaturas. Consecuentemente, este estudio investiga la viabilidad de suministrar calor en forma de agua caliente a 80 °C y vapor saturado a 160 °C a una cervecería de mediana capacidad a través de una planta solar híbrida compuesta por colectores de placa plana y concentradores de tiro parabólico, junto con almacenamiento de energía térmica en calor sensible. La investigación se llevó a cabo de forma numérica utilizando las condiciones meteorológicas de Ensenada, Baja California, México, ciudad que se beneficia de altos niveles de irradiación solar. Las fracciones solares anuales promedio alcanzadas fueron del 49.9% para la producción de agua caliente y del 37.3% para la generación de vapor, con un costo nivelado de calor de 0.032 USD/kWh. Este costo es competitivo en comparación con los valores reportados en otros proyectos solares similares, lo que resalta la viabilidad del proyecto. Además, la reducción en el consumo de combustibles fósiles resultó en una disminución anual de 252 toneladas de emisiones de dióxido de carbono. Este trabajo establece un precedente para una metodología de aplicación de energía solar térmica en la industria cervecera y, en general, en procesos industriales con demanda variable de calor. The environmental impact resulting from the intensive exploitation of fossil fuels for heat and electricity generation has reached a critical level. Furthermore, since the industrial sector is the largest consumer of energy, primarily in the form of heat, it has become essential to implement renewable solar heat in industrial processes, such as those in the food processing and beverage industries, which do not require high temperatures. Consequently, this study investigates the feasibility of supplying heat in the form of hot water at 80 °C and saturated steam at 160 °C to a medium-sized brewery through a hybrid solar plant composed of flat plate and parabolic trough collectors, along with sensible thermal energy storage. The research was conducted numerically using the meteorological conditions of Ensenada, Baja California, Mexico, which benefits from high levels of solar radiation. The average annual solar fractions achieved were 49.9% for hot water production and 37.3% for steam generation, with a levelized cost of heat of 0.032 USD/kWh. This cost is competitive compared to values reported in other similar solar projects, highlighting the viability of the project. Additionally, the reduction in fossil fuel consumption resulted in an annual decrease of 252 tons of carbon dioxide emissions. This work establishes a precedent for a methodology to apply solar thermal energy in the brewing industry and, more broadly, in industrial processes with variable heat demand. | |
| CICESE | |
| 2024 | |
| Tesis de doctorado | |
| Español | |
| Traslosheros Zavala, K.G. 2024. Estudio de un sistema de generación y almacenamiento de calor para un proceso cervecero. Tesis de Doctorado en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 58 pp. | |
| FÍSICA DE LA TRANSMISIÓN DEL CALOR | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Electrónica y Telecomunicaciones |
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| Fichero | Descripción | Tamaño | Formato | |
|---|---|---|---|---|
| tesis_Kalo Gerardo Traslosheros Zavala_29 sep 2024_BIB.pdf | Descripción completa de la tesis | 3.09 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |