Central termosolar

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Enginyeria de l'Energia

2. Capítulo I: Generación Termofluidodinámica I

2.1. Descripción de la central
La central eléctrica situada en Alcarràs utiliza la energía solar para producir energía
eléctrica. Una vez construida, será capaz de entregar 30 MWe de potencia para la que
ha sido diseñada.
La producción anual estimada de la instalación asciende a 120GWh anuales 1, lo que
equivale al consumo de una población de unos 117.000 habitantes, evitando la
emisión de aproximadamente 105.000t de CO2 a la atmósfera.
La instalación cuenta con un área de captación solar de unos 221.400 m 2, ocupando
aproximadamente unas 115 ha de terreno, y tiene 260 colectores cilindro-parabólicos,
equipados con 7280 espejos parabólicos y 9360 tubos absorbedores.Tecnológicamente, la planta termosolar de Alcarrás se puede considerar como una
pequeña central térmica, la que el campo solar de colectores, foco caliente del ciclo,
sustituye a los equipos de aporte térmico típicos de las centrales térmicas
convencionales (calderas) o de las centrales de ciclo combinado (turbina de gas). Hay
que añadir que también se utiliza una caldera de biomasa que es laque se utilizara
como foco térmico.
El objetivo básico de la planta consiste en convertir la energía solar en energía
eléctrica, para lo cual dispone básicamente de un campo solar y de un sistema auxiliar
de caldera, un ciclo de vapor equipado con dos turbinas de vapor a alta y baja presión
y un sistema de transformación de la energía generada y evacuación de la misma a la
red.
Losconcentradores cilindro-parabólicos consisten en filas de espejos con forma de
parábola que concentran la radiación en el foco de ésta. De esta manera, se consigue
captar esta radiación en forma de energía térmica gracias a los tubos que pasan por la
línea focal de dicha parábola y por los cuales circula un fluido térmico de transferencia
de calor (HTF Heat Transfer Fluid, en inglés).
Al ser unsistema de concentración, únicamente se aprovecha la radiación directa. Por
este motivo, es necesario que para aumentar la eficiencia los colectores tengan un
sistema de seguimiento del sol. Se trata de un seguimiento a un eje, lo que hace

1

4.000h anuales x 30 MWe =120 GWh

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necesario calcular la radiación obtenida en losdiferentes ángulos y determinar la
disposición óptima de los captadores cilindro-parabólicos.

Figura 3. Fotografia de un campo solar con colectores cilindro-parabólicos

Para entender los intercambios energéticos que se producen a la central
seguidamente se presenta un diagrama de bloques con los diferentes procesos:

Radiación
solar
directa

Captación

Energía
térmica del
fluidoGeneración
de vapor

Energía
cinética de
rotación

Energía
eléctrica

Figura 4. Diagrama de bloques de la central

Cuando el fluido ha discurrido por todo el conjunto de colectores de la central y ha
absorbido la energía térmica necesaria, este se encuentra a una temperatura de
400ºC. Todo el HTF se conduce a un intercambiador de calor, separado en tres fases,
en el que se generarávapor recalentado.
A partir de este punto del proceso, la central puede considerarse una central térmica
convencional. El vapor generado ya está preparado para ser turbinado. En particular,
el vapor, a una temperatura de 360ºC y una presión de 80 bares, acciona primera la

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turbina de alta presión, siendo recalentadoposteriormente y desde aquí conducido
nuevamente a la turbina, en este caso a la de baja presión.
El vapor ya expandido en la última etapa de las turbinas se conduce a un condensador
para ser condensado con la ayuda de un cabal de agua de un circuito cerrado con una
torre de refrigeración.
Si es el caso que existen periodos transitorios debido a nubes o, en definitiva, una baja
radiación se utiliza...