Plantas termosolares

¿Qué es la energía Termosolar?
Principio de funcionamiento
Concentración de la radiación solar
En general, la tecnología termosolar está basada en el concepto de la concentración de la radiación solar para producir vapor o aire caliente, que puede posteriormente ser usado en plantas eléctricas convencionales. La captación de energía solar, que tiene una densidad relativamente baja, es uno delos mayores retos en el desarrollo de plantas termosolares. Para la concentración la mayoría de los sistemas utilizan espejo debido a su gran reflectividad.

Como se muestra en la figura 1, el vapor producido por el calor de la energia concentrada del Sol es conducido directamente a la turbina o almacenado para ser utilizado a posteriori, una vez es turbinado, el vapor se condensa y bombea a latorre en forma líquida para ser calentado y comenzar el ciclo de nuevo. Este es uno de los varios sistemas que se utilizan actualmente, existiendo tambien sistemas de cogeneración que aúnan turbinas de gas y con captadores solares.

Figura 1. Esquema de producción de energía.

TECNOLOGIAS Y CICLOS

Las centrales termosolares se basan en la concentración de la radiación que llega a unasuperficie en otra de menor tamaño, de forma que se aumenta notablemente la temperatura de la superficie concentrada. Por esta razón se
utiliza el término CSP (Concentrating Solar Power) para referirse a ellas. Existen dos formas de concentración: concentración de la radiación en un punto y concentración de la radiación en una línea.
De las primeras, las que concentran en un punto, existen variastecnologías. Se consigue en ellas ratios de
concentración muy importantes (más de 1000 veces), lo que significa que la radiación que llega a una gran superficie
se concentra en otra mil veces menor. Las dos tecnologías actuales de concentración en un punto son las
denominadas Dish Stirling, que utilizan una especie de plato en cuyo punto focal se situa un motor stirling, y las de
torre, en las queuna serie de espejos planos denominados heliostatos se orientan de forma que la radiación incidente
se concentra en la parte superior de una torre de hormigón donde se encuentra una caldera.

En cuanto a las segundas, las que concentran la radiación en una linea, existen dos tecnologías principales: las de
espejos fresnel, en las que unos espejos planos reflejan la radiación a una lineaatravesada por un circuito de agua;
y las de concentrador cilindro-parabólico, que son las más extendidas en la actualidad y cuya tecnología se considera
la más madura. A estas últimas se las denomina Centrales CCP (Concentrador cilindro parabólico)

Además de éstas, existen diferentes formas de hibridación. En estas plantas coexisten diversas tecnologías, con el objetivo de mantener la planta enoperación cuando no hay radiación solar. Las más usuales son las denominadas ISCC (Integrated Solar Combined Cycle) que integran un ciclo combinado estándar con un campo solar tipo CCP. Otra forma
de hibridación utiliza plantas de biomasa, que queman combustible sólido como restos vegetales, forestales o agrícolas para mantener la planta en marcha cuando la radiación ha desaparecido.

Veamos cadauna de estas tecnologías.

1. DISCO STIRLING.
Un sistema de concentrador disco Stirling está compuesto por un concentrador solar de alta reflectividad, por un receptor solar de cavidad, y por un motor Stirling que se acopla a un alternador. El funcionamiento consiste en el calentamiento de un fluido localizado en el receptor hasta una temperatura entorno a los 750º C. Esta energía es utilizadapara la generación de energía por el motor o la microturbina. Para óptimo funcionamiento, el sistema debe estar provisto de los mecanismos necesarios para poder realizar un seguimiento de la posición del sol en dos ejes.

Figura 1. Captador Disco Stirling.
2. TECNOLOGIA DE TORRE.
La tecnología de torre se posiciona como una tecnología termosolar con un grado de madurez media.
En los...