Gestión energética de un ciclo de refrigeración con almacenamiento de energía

Abstract

[Resumen] Este trabajo aborda la gestión energética de un sistema formado por un ciclo de refrigeración y un tanque de almacenamiento de energía basado en materiales de cambio de fase, que se usa como reservorio de energía frigorífica y permite desacoplar la producción y la demanda de frío. Se aplica una estrategia de planificación y control en cascada, donde un planificador basado en control predictivo calcula las referencias para las principales potencias frigoríficas, mientras que un controlador de potencia regula las potencias generadas. El planificador considera criterios económicos, de eficiencia y de factibilidad para la generación de referencias, buscando minimizar el coste diario de operación. La estrategia propuesta se compara en simulación con una estrategia no predictiva, donde se muestra que la primera no solo logra satisfacer un perfil exigente de demanda que provoca el fracaso de la segunda estrategia, sino que también reduce el coste de operación.

[Abstract] This work addresses energy management of a system that comprises a refrigeration cycle and a thermal energy storage tank based on phase change materials, which is used as an cold-energy buffer, then cooling production and demand can be decoupled. A cascade scheduling and control strategy is applied, where a scheduler computes the references for the main cooling powers, while a power controller regulates the generated powers. Economic, efficiency, and feasibility criteria are considered when computing the power references, seeking daily energy cost reduction. The proposed strategy is compared in simulation with a non-predictive one, where it is shown that the first strategy not only achieves the satisfaction of a demanding cooling load where the second one fails, but the daily operating cost is also reduced.