Energías Renovables

METODOLOGÍA PARA EL DISEÑO DE UNA CENTRAL SOLAR TERMOELÉCTRICA DE COLECTORES CILÍNDRICO PARABÓLICOS A CONDICIONES COLOMBIANAS

Iván Darío Pachón, Johann Alexander Hernández Mora, Diana Stella García Miranda* Universidad Distrital Francisco José de Caldas, Bogotá Carrera 7 N° 40- 53 Piso 5 Teléfono (0571)3014309837 Fax (0571)2877792 Correo Electrónico dsgarciam@udistrital.edu.co Resumen

Estetrabajo presenta una serie de elementos para el diseño de una Central Solar Termoeléctrica en Colombia. La descripción de las variables comprende el tipo de CCP que se desea utilizar, las consideraciones geométricas y de construcción del campo de colectores, la selección de los tanques de almacenamiento y las tuberías asociadas al campo de colectores, las consideraciones a tener en cuenta del tipode aceite a utilizar, el cálculo de las pérdidas de presión en el campo de colectores y en las tuberías asociadas al campo de colectores. Palabras claves: Colector termo solar, radiación

1. Introducción Actualmente se está incrementando la preocupación ambiental, debido al deterioro del entorno natural, surgiendo la necesidad de investigar e implementar métodos de generación de energíaeléctrica a partir de recursos renovables, que tengan un impacto ecológico favorable. Atendiendo a esta preocupación las energías renovables que utilicen la radiación solar como energía primaria (Eléctrica Termo Solar y Solar Fotovoltaica), para la generación de energía eléctrica, han surgido como una alternativa importante para contrarrestar dicho problema. En Colombia, al 31 de diciembre del 2008, setenía un aporte de la generación de energía eléctrica del 66,91% en plantas hidroeléctricas [1], lo cual indica que en un gran porcentaje de la energía eléctrica generada en el país, no tiene grandes aportes al deterioro del entorno natural. Sin embargo, es importante vincular nuevas tecnologías renovables de generación eléctrica, que en un futuro puedan llegar a ser aplicables, y que además enotros países ya están teniendo en cuenta como opciones viables e importantes. Las centrales eléctricas termo solares (CET), brindan una gran flexibilidad a la hora de ser aplicadas, ya que en diferentes sistemas de la CET pueden tener en cuenta diferentes tecnologías, como es el caso del campo de colección de la radiación solar (Colectores Cilindro-Parabólicos o CCP, Concentradores de Torre oReceptor Central y Disco Parabólico), el almacenamiento térmico (Almacenamiento térmico por medio de tanques y almacenamiento químico por medio de una reacción endotérmica), el fluido de trabajo (Aceites de transferencia térmica con rango de operación hasta los 400 °C para los CCP) y la posibilidad de hibridación (Existen diferentes posibilidades de hibridar las CET con una Central TermoeléctricaConvencional, lo cual es apro vechable ya que aproximadamente un 32.75% de la Generación Eléctrica en Colombia, es por medio de Centrales Termoeléctricas Convencionales [1]). Este trabajo propone una metodología para diseñar una central solar termoeléctrica de colectores cilíndrico parabólicos de acuerdo con las condiciones climatológicas de Colombia

2. Metodología de Diseño a. Variables de Entrada:Para la metodología de diseño se proponen las siguientes variables de entrada:

Zona en la que se desarrollara el diseño

Altura del tanque s de almacenamiento Variables de Entrada para el Diseño de una CET de CCP

Potencia Eléctrica de la CET

Tiempo de independencia del recurso solar

Tiempo empleado para la carga del almacenamiento

Figura 1. Variables de Entrada de la Metodologíapropuesta

Según un informe publicado por la Green Peace [2], las zonas propicias para instalar sistemas que aprovechen la radiación solar como energía primaria, se encuentran entre ± 40° de latitud, incluyendo zonas como el Suroeste de Estados Unidos, América Central y del Sur, África, Oriente Medio, los países de la Europa Mediterránea, Irán, Pakistán, las regiones desérticas de India, la ex...