Estudio de factibilidad para integración de energía solar térmica en procesos de planta de bebidas conglomeradas en Chile

Abstract

Actualmente a nivel mundial se están realizando esfuerzos para descarbonizar la matriz energética, la implementación de energías renovables en ella juega un papel importante en esta tarea. Debido a esto, se han realizado numerosas investigaciones para su incorporación a la industria. Una alternativa llamativa es la generación de calor para procesos industriales a partir de energía solar o también conocido como SHIP (Solar Heat for Industrial Processes), la cual ha sido identificada como una opción rentable para las empresas en distintas partes del mundo. Diferentes estudios han identificado las industrias con mayor potencial de integración de sistemas solares térmicos (SST), en base a las temperaturas de sus procesos, las cuales pueden variar entre los 30 a 400 °C. Dentro de estas industrias se encuentra la alimentaría, la cual utiliza energía térmica en gran parte de sus procesos productivos, entre ellos se encuentran la deshidratación y cocción. \\ En el presente trabajo se realizó un estudio de integración de energía solar térmica en una industria de bebidas conglomeradas chilena, para una fábrica ubicada en la zona central del país. El objetivo general de este estudio es determinar la factibilidad de esta integración a un proceso de esta industria. Debido a la información disponible se trabaja específicamente con los procesos de producción de café, el cual es la línea productiva que mayor cantidad de energía consume en la planta. Se analiza el efecto que tiene la incorporación un SST en dos puntos de integración de la fábrica , analizando su impacto energético, económico y ambiental. Junto con esto se presenta un análisis paramétrico en función de las variables de diseño para cada caso estudiado. Para este trabajo se efectuó una visita a terreno a la fábrica estudiada para la obtención de datos y mejor comprensión de los procesos productivos de esta. Para el desarrollo del estudio se utiliza el software TRNSYS, para caracterizar el comportamiento anual de los SST analizados y el entorno de programación Python para realizar el análisis paramétrico y post-procesamiento de los resultados. Por último, del estudio realizado se principalmente se concluye que los colectores solares planos y lineales Fresnel se obtienen configuraciones factibles, tanto técnica y económicamente. Una forma de aumentar la viabilidad de más proyectos y los vuelve llamativos para las empresas es aplicación de un impuesto verde por parte del gobierno, de esta forma se tiene un mayor ahorro al momento de implementar un sistema solar térmico.