Energía Solar Termoeléctrica

Las centrales solares termoeléctricas son una de las energías renovables que pueden aportar una cantidad considerable de energía no contaminante, a partir de la radiación solar directa.

Este tipo de energía se produce a partir del calentamiento de un fluido mediante radiación solar y su uso en un ciclo termodinámico convencional que consigue mueve un alternador para generar energía eléctrica.

Los sistemas existentes en la actualidad para este tipo de producción eléctrica son: los sistemas provistos de colectores cilindro-parabólicos, las torres de energía solar y los sistemas de disco Stirling.

ADIRSE Disco Stirling PSA

Clasificación de Tecnologías

La energía solar térmica (baja temperatura) capta la energía solar mediante el uso de paneles solares térmicos y el sistema funciona de la manera que indica el esquema:

Los CCP son captadores solares de forma cilindro-parabólica en cuyo foco geométrico está situado un tubo longitudinal por cuyo interior circula el fluido que se va a calentar, según se muestra en la figura.

El fluido puede alcanzar temperaturas de 400ºC y es bombeado con el fin de producir vapor sobrecalentado que impulsará a una turbina de vapor, que accionará un alternador que será el que genere finalmente la energía eléctrica.

Este sistema utiliza como captadores a una serie de espejos llamados heliostatos, orientados a una torre central donde se calienta un fluido. Este fluido de trabajo puede ser agua, vapor de agua, sodio fundido o sales fundidas, dependiendo de la tecnología empleada y finalmente se mueve una turbina que mueve al generador eléctrico.

En cuanto al sistema óptico, el sistema de apunte es crítico a fin de optimizar el campo maximizando la radiación anual reflejada incidente en el receptor de la torre evitando gradientes en el mismo.

El seguimiento solar se lleva a cabo mediante un sistema de control automático que puede estar más o menos centralizado, el cual hace funcionar pequeños motores eléctricos que mueven la superficie reflectora con dos grados de libertad, esto son, dos ejes.

Este sistema utiliza una matriz de discos parabólicos (mediante facetas de espejos solares planos o membrana tensionada) que enfocan hacia su foco donde está situado el receptor. El fluido que se encuentra en el interior del receptor es calentado hasta 750ºC y es usado para generar electricidad en un pequeño motor de tipo Stirling que está unido al receptor.

Su alta eficiencia óptica y sus bajas pérdidas en el arranque convierten a este sistema en el más eficiente de todas las tecnologías solares (30% de eficiencia en la conversión) y su diseño modular hace que resulten adecuados, tanto en localizaciones remotas como en aplicaciones conectadas a red.

Almacenamiento Térmico

Una vez que se ha finalizado el dimensionamiento del campo solar, determinando el número de colectores en serie y en paralelo, podrá abordarse el cálculo del sistema de almacenamiento térmico necesario para mantener la energía fuera de las horas de sol.

Como ventajas del almacenamiento térmico pueden destacarse:

  • Aumenta las horas de suministro energético
  • Facilita el control del campo de colectores
  • Permite alimentar procesos térmicos a potencia constante

 

<< Anterior