Optimización de las políticas de interacción en la síntesis de sistemas de energía totalmente integrados

Abstract

In this Thesis, an optimization model was developed to establish the interaction policies of industrial processes that make up a totally integrated energy system considering the benefit of each member. The thermal integration of an eco-industrial park is studied. The eco-industrial park consisting of two power plants, where one of them operates through a conventional Rankine steam cycle, and the other works with an organic Rankine cycle; in addition, an absorption refrigeration cycle is considered, which supplies the required cooling to the last component of the eco-park, which is an industrial chemical process, where heating and cooling requirements are met and therefore it must be internally and externally energetically integrated. A superstructure and a mathematical optimization model are proposed, the model includes economic, environmental and social objective functions. Particularly, the economic aspect consists in the maximization of the individual profit of each plant and the maximization of the total profit in the whole system or by individual plants; in addition, the environmental benefit measured through metrics that allow easy understanding of their evaluation is considered.

En esta Tesis se desarrolló un modelo de optimización para establecer las políticas de interacción de procesos industriales que conforman un sistema de energía totalmente integrado considerando el beneficio de cada integrante. Se estudia la integración térmica de un parque eco-industrial conformado por dos plantas de potencia, donde una de ellas opera a través de un ciclo Rankine de vapor convencional y la otra funciona con un ciclo Rankine orgánico; además, se consideran un ciclo de refrigeración por absorción que suministra el enfriamiento requerido al último componente del eco-parque, que es un proceso químico industrial, donde se tienen requerimientos de calentamiento y enfriamiento y por tanto deberá integrar energéticamente tanto interna como externamente. Se propone la superestructura y modelo matemático de optimización que contempla funciones objetivo económicas, ambientales y sociales. Particularmente, el aspecto económico consiste en la maximización de las ganancias individuales de cada planta y de la maximización de la ganancia total del sistema completo; además, se considera el beneficio ambiental medido a través de métricas que permiten una fácil comprensión de su evaluación.