Grupo UNED-STEM de la Universidad Nacional de Educación a Distancia / Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales

El grupo de investigación Sistemas Térmicos, Energía y Medioambiente (STEM) nace en 2007 con el objetivo común de contribuir al avance y la mejora en la producción y la gestión de energía térmica y termoeléctrica, con el fin de reducir la demanda de recursos agotables, racionalizar el consumo, los procesos y contribuir al desarrollo sostenible.

Las principales líneas de investigación que desarrolla el grupo son las siguientes:

Caracterización térmica y óptica de colectores solares de concentración, así como propuesta de nuevos diseños.

Análisis y simulación de centrales termosolares: óptica, receptores, sistemas de almacenamiento y bloques de potencia.

Optimización termodinámica y termoeconómica de ciclos combinados: tecnologías convencionales (CCGT) y tecnología híbrida con energía solar (ISCC).

Diseño, simulación y desarrollo de máquinas de absorción para la producción de frío solar en edificios.

Ahorro de energía y reducción de emisiones en los edificios.

A continuación, se expone de manera abreviada la experiencia y la formación que ha adquirido el grupo en relación con los objetivos del presente proyecto.

Respecto al objetivo 1, el grupo de trabajo posee una amplia experiencia en ciclos de potencia y en el acoplamiento entre el subsistema solar y el subsistema de producción de energía eléctrica. La investigación en este campo ha generado muchas publicaciones, entre las que se destacan aquellas que tratan del acoplamiento a ciclos combinados; plantas sólo solares con almacenamiento térmico; o bien, se centran en la optimización del ciclo de potencia que se vaya a acoplar al campo solar: Rankine, Brayton u ORC. Entre los proyectos relevantes en esta temática, cabe destacar el proyecto CENIT CONSOLl+DA, en el que se profundizó en el uso de ciclos de Rankine con vapor y ciclos tipo ORC en plantas termosolares. Se han realizado también dos Proyectos Nacionales: ENE2012-37950-C02-01 y ENE2015-70515-C2-1-R (el último todavía en curso) sobre ciclos combinados hibridados con energía solar. Asimismo, se han dirigido dos tesis doctorales en esta temática.

Dentro del objetivo 1, respecto a receptores de torre, el grupo de trabajo ha participado en el diseño de un receptor-sobrecalentador de vapor para la empresa Abengoa. Se han desarrollado asimismo herramientas que analizan la transmisión de calor en cavidades y en receptores de tubo, que serían fácilmente extrapolables a torre. Se ha dirigido una tesis doctoral sobre receptores volumétricos y se ha presentado recientemente también otra tesis sobre el rendimiento de los receptores solares de concentración en general. Por último, se quiere destacar que se ha trabajo también en la parte de la óptica de helióstatos, habiéndose dirigido una tesis en este campo. Esta experiencia también es válida para el objetivo 3 del proyecto.

En línea con el objetivo 2, el grupo de trabajo posee una amplia experiencia en el diseño de colectores Fresnel, tanto en monotubo como multitubo. Respecto a este último diseño, la UNED ha colaborado con la UPM y OHL-Industrial en el proyecto Futuro Solar, que culminó con la construcción de un prototipo Fresnel con receptor multitubo en el campus tecnológico de la UPM. Asimismo, ha colaborado con la UPM en numerosas patentes, la mayoría relacionadas con los colectores Fresnel. La investigación reciente que se ha hecho con colectores Fresnel se ha enfocado a la producción de calor de proceso. Por último, es de destacar la labor que realiza el grupo en el campo del frío solar, con numerosas publicaciones, entre las que destaca y habiendo participado en dos patentes con el CSIC en el año 2008.