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Calculadora de dimensionamiento de almacenamiento térmico

Esta calculadora estima la capacidad térmica nominal que debe tener un sistema de almacenamiento para sostener una potencia de calor durante una duración objetivo. El cálculo parte de la energía útil requerida y corrige la capacidad por la fracción realmente utilizable del almacenamiento y por la eficiencia de entrega, ofreciendo una primera referencia en MWhth.

El dimensionamiento final depende también de las temperaturas de carga y descarga, propiedades del medio de almacenamiento, pérdidas en reposo, potencia de intercambiadores, caudales y estrategia de control. Por ello, el resultado debe considerarse una base energética para estudios posteriores.

Datos de cálculo

MWth
h
%
%
Resultado
—
Capacidad térmica nominal estimada
Energía útil requerida—
Capacidad adicional estimada—
Relación nominal MWhth/MWth—

1. Fija la potencia térmica
Introduce la potencia de calor que debe recibir la carga o proceso.

2. Define la duración
Indica cuántas horas debe mantenerse esa potencia.

3. Ajusta la fracción utilizable
Representa la parte de la capacidad nominal que puede aprovecharse entre los límites térmicos de operación.

4. Añade la eficiencia de entrega
Incluye las pérdidas entre el almacenamiento y el punto útil de consumo.

5. Revisa la capacidad nominal
El resultado muestra los MWhth nominales aproximados que cumplen la energía útil requerida.

Capacidad térmica nominal = Potencia térmica × Duración / (Fracción utilizable × Eficiencia de entrega)

Potencia térmica: potencia útil requerida, en MWth.

Duración: tiempo de suministro, en horas.

Fracción utilizable: parte aprovechable de la capacidad nominal, como decimal.

Eficiencia de entrega: fracción del calor extraído que llega al uso final, como decimal.

Supuestos: El cálculo es energético y no convierte MWhth a volumen o masa; esa conversión requiere propiedades térmicas y temperaturas del medio.

Qué significa el resultado

Capacidad térmica nominal estimada resume el resultado con los supuestos introducidos y debe interpretarse junto con el desglose mostrado.

Los resultados son estimaciones orientativas; verifica los parámetros técnicos y económicos del proyecto antes de tomar decisiones de diseño o inversión.

Datos:

  • Potencia requerida: 20 MWth
  • Duración: 6 h
  • Fracción utilizable: 85 %
  • Eficiencia de entrega: 90 %

Cálculo:
Energía útil = 20 × 6 = 120 MWhth. Capacidad nominal = 120 / (0,85 × 0,90) = 156,86 MWhth.

Resultado:
156,86 MWhth nominales.

Interpretación:
La reserva nominal debe ser mayor que los 120 MWhth útiles para compensar la fracción no utilizable y las pérdidas de entrega.

¿Por qué no basta con multiplicar potencia por duración?

Ese producto da la energía útil requerida. La capacidad nominal debe ser mayor cuando no toda la energía almacenada es utilizable o existen pérdidas.

¿Cómo elijo la fracción térmica utilizable?

Debe basarse en el rango de temperatura y en los límites reales del proceso y del medio de almacenamiento. No existe un valor único válido para todas las tecnologías.

¿La calculadora convierte la capacidad en litros o toneladas?

No. Para hacerlo hacen falta densidad, calor específico o calor latente y diferencia de temperatura, según la tecnología.

¿Debo añadir margen para pérdidas en espera?

Si las pérdidas durante el periodo de almacenamiento son significativas, puedes reducir la eficiencia efectiva o añadir un margen separado al resultado.

¿Sirve para agua caliente, sales fundidas y materiales de cambio de fase?

La relación energética general sirve como primera aproximación, pero cada tecnología requiere propiedades térmicas y restricciones específicas para pasar a un diseño físico.