Modelling of a parabolic dish concentrator with tubular cavity receiver for a solarized micro gas turbine system

The global scenario is experiencing, a revolution that will change it radically. The link between energy, environment and society has become even more evident than in the past decades. Main purpose of the thesis work is to maximize both the optical and thermal efficiency of the components of a solar dish system in order to maximize the overall efficiency of the MGT plant. An solarized MGT guarantees the advantages of a RES technology exploiting the solar source with the modularity capability of a turbine technology. The receiver geometry was analytically implemented and then adopted to carry out a ray tracing optical model and the thermal one. The analysis was performed following an iterative and parametric strategy, starting since the analytical modeling of the cavity receiver. The final system configuration is the one that optimize the performance of the entire plant. The obtained solar to electricity efficiency is 26.51 % with a net electric power output of 31.6 kW

Lo scenario globale sta attraversando un cambiamento radicale sotto diversi punti di vista. Il legame tra energia, ambiente e società è diventato nettamente più evidente rispetto i trascorsi decenni. Il principale obiettivo del lavoro di tesi è stato la massimizzazione delle prestazioni dei componenti di un sistema solare attraverso la realizzazione di un modello ottico e termico del ricevitore. Il sistema è composto da un collettore parabolico con ricevitore tubolare ad aria, che direttamente espande in un blocco di potenza con micro turbina a gas. È stata scelta una MGT ad aria, piuttosto che un blocco di potenza convenzionale con tecnologia Stirling, in modo tale da sfruttare al meglio sia la fonte solare che la capacità modulare di una turbina a gas. L’ analisi è stata condotta seguendo una strategia parametrica e iterativa, che è iniziata sin dalla realizzazione analitica del ricevitore solare. La configurazione finale scelta, tenendo conto anche dei parametri di design della micro turbina a gas, è quella che ha permesso di ottimizzare le performance dell’intero impianto. Si è ottenuto un valore di efficienza dell’impianto uguale a 26.51%. Con una produzione elettrica netta di 31.6 kW.