Estado Del Arte Energia Termosolar

ESTADO DEL ARTE.



1 Introducción.

En este resumen se pretende hacer un análisis de las diferentes tecnologías existentes y en desarrollo conducentes a la obtención de energía eléctrica utilizando la radiación solar como fuente de energía. Algunas de ellas se encuentran ya en fase de operación mientras que otras aún no han alcanzado el grado de desarrollo requerido a tal efecto. En estesentido, cabe destacar el trabajo de investigación llevado a cabo desde hace años en la Plataforma Solar de Almería (PSA), perteneciente al Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT).

Los sistemas termosolares de concentración se clasifican generalmente en función del tipo de concentrador que emplean. Más adelante se explicará cada uno de ellos pero antesse debe definir el proceso de una forma general.

En síntesis, se puede resumir el proceso de obtención de electricidad por la vía termosolar en los siguientes pasos basándolo en la tecnología más extendida:

• Captación de la energía solar en el dispositivo de concentración. Esta energía se convierte en energía térmica, aumentando la entalpía de un fluido de transferencia de calor(generalmente aceites). Para que ello sea posible es necesaria la concentración de la energía solar en una superficie de absorción menor que la de captación. Al cociente de ambas se le denomina razón de concentración geométrica.

• Posteriormente, mediante intercambio de calor, la energía térmica contenida en el fluido de transferencia de calor (HTF) genera vapor de agua.

• Tras ello, elvapor de agua producido se integra en un ciclo de vapor similar al empleado en las plantas termoeléctricas que usan combustibles como forma de suministro de energía térmica.

• El vapor de agua se condensa para reintegrarse al sistema.

Cada una de estas fases tendrá un rendimiento determinado respecto al valor que se podría haber alcanzado teóricamente, debido a las pérdidas que en ella seproduzcan (rendimiento del ciclo, pérdidas térmicas del fluido de trabajo…).

Cabe comentar que las centrales termosolares, correctamente ubicadas en lugares con una irradiación solar apropiada, operan aproximadamente unas 2500 horas/año trabajando únicamente mediante la energía recibida del Sol.

Además de los ya mencionados, las centrales solares termoeléctricas pueden contar con otrosdos subsistemas a fin de optimizar la operación:

• Sistema de almacenamiento térmico, para la producción de energía eléctrica en momentos de baja irradiación solar.

• Sistema de caldera auxiliar que, mediante la combustión de gas natural o biomasa principalmente, sea fuente de energía térmica cuando sea necesario.

Así, se puede representar el sistema de generación de energíaeléctrica termosolar en el siguiente esquema:































Figura 1 Diagrama de bloques de la generación termosolar de electricidad.

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A continuación se va a hacer un breve análisis del estado del arte de la generación solar termoeléctrica en base a los siguientes apartados:

• Tecnologías:

-Colectores cilindro parabólicos.-Receptor central.

-Discos parabólicos.

-Concentrador lineal de Fresnel.

-Comparación de las distintas tecnologías existentes y en desarrollo.

• Almacenamiento.

• Hibridación.



2 Colectores cilindro-parabólicos.

Se trata de la tecnología que se encuentra más desarrollada en la actualidad, por lo que será la que se describa con un mayorgrado de detalle.

En resumen, se trata de un tipo de tecnología que se vale de espejos de forma cilindro parabólica para reflejar la radiación, concentrándola en un tubo absorbedor por el que circula un fluido de transferencia de calor. Esta radiación tiene como consecuencia en el absorbedor un aumento de la temperatura (y la entalpía) del HTF.

Aunque el valor máximo teórico de la...