Gemelo digital basado en redes neuronales y elementos finitos para la optimización de sistemas almacenamiento de energía térmica basados en cemento con aditivos

Abstract

El objetivo del siguiente documento es el estudio de la viabilidad de gemelos digitales para sistemas de almacenamiento térmico basados en cemento. Para mejorar estos sistemas, han de utilizarse aditivos que puedanmejorar las propiedades térmicas y físicas del cemento. Adicionalmente, se pretende conocer la respuesta termomecánica del sistema en diversas condiciones para poder replicar y predecir el comportamiento con un modelo subrogado de bajo coste computacional. La metodología comienza con una revisión del estado del arte de las tecnologías de almacenamiento existentes y utilizarla para comprender el sistema que se desea implantar. Una vez conocido, se desarrolla un modelo de elementos finitos (FEM) que se ajuste al comportamiento real del equipo y evalua cuál es el efecto de los aditivos en el sistema final. Esemodelado será el que se utilice para entrenar una red neuronal que pueda predecir el comportamiento. A continuación, se especifican los requisitos para la implantación del sistema completo. Se consideran las posibles implantaciones y los componentes auxiliares necesarios para su adecuado funcionamiento. Por último, se realiza una evaluación de la viabilidad económica del sistema. La evaluación cuantifica los costes de capital y operación (CAPEX y OPEX) para posteriormente obtener el coste nivelado de la energía almacenada (LCOS). Comparar ese LCOS con el coste de la energía (LCOE) en el mercado actual y con el ahorro en huella de carbono serán los principales indicadores de la viabilidad, además de los habituales como son VAN, TIR o Payback.