radio uned: Centrales termoeléctricas solares


Hoy en la Revista de Ingeniería de RadioUNED se ha tratado un tema muy interesante de energías renovables. En este caso se ha hablado de las centrales de producción de energía eléctrica mediante ciclo térmico (centrales termoeléctricas) en donde la obtención de la energía térmica se hace con la energía solar. Esta misma energía solar térmica es la que se utiliza para producción de agua caliente sanitarias en los edificios de viviendas y de oficinas según el nuevo código técnico de edificación. En este caso hablamos de la generación de energía eléctrica para el consumo de hogares e industrias.

Las condiciones para la explotación comercial de esta tecnología se han visto favorecidas por el alto prcio de las energía fósiles, una madurez del conjunto de tecnologías empleadas (tras años de experimentación y mejora continua) y por una legislación favorable de subvención a su generación en España, liderado por el plan de energías renovables, que prevé una instalación de 500 MW de centrales de energía solar térmica para el año 2010.

Esta es la referencia de la emisión:

Programa: REVISTA DE INGENIERÍA
29/04/2008, de 06:30 a 07:00

Título: Centrales termoeléctricas convencionales

Contenido: Centrales termoeléctricas con energía solar

Participante/s:

Alfonso Sánchez Naranjo, Coordinador de Ingeniería de la empresa “Torresol Energy”
Consuelo Sánchez Naranjo, Profesora Titular

Como se puede ver en el título de la emisión esta emisión se encuadra dentro de la asignatura de Centrales Térmicas Convencionales en las cuales la energía primaria se obtiene a partir de combustible fósil, cogeneración o combustible nuclear. Una vez obtenida la energía térmica, el ciclo termodinámico de extración del calor y transferencia a movimiento mecánico de unas turbinas se hace mediante un fluido térmico, un intercambiador de calor y agua que se convierte a vapor con una determinada presión.

En las centrales termoeléctrica solares, la energía primaria se obtiene de la radiación solar que incide en la tierra procedente del sol. El ciclo termodinámico se mantiene inalterable. Las características de radiación solar: baja densidad que alcanza la tierra, en el menor de los casos 900 Watios por metro cuadrado, nos permitiría calentar el agua a menos de 100 grados. Por si esto fuera poco la radiación que nos llega es directa y difusa (procedente de la difusión de la radiación por parte de la atmósfera y de la que se refleja en la tierra, llamada albedo) Solamente podemos aprovechar la primera ¿se podría aprovechar la segunda?)

Por lo visto para que el ciclo térmodinámico sea eficiente en la producción eléctrica, el fluido, generalmente aceite sintético especial, tiene que alcanzar por lo menos 200 grados. Además la energía solar tiene un carácter intermitente evidente: solamente la recibimos de día. Y sin embargo la energía se consume de forma constante por parte de los usuarios. Además, la energía que se necesita debe ser producida en tiempo real según las necesidades de consumo. Esto hace que se deba disponer de un sistema de almacenamiento de la energía que se produce y no consume, para seguir produciendo electricidad una vez que el sol se marche. O bien disponer de una fuente alternativa para la noche (tradicionalmente gas natural, por ejemplo)

El aprovechamiento térmico de la energía solar se logra en primer lugar mediante un procedimiento de concentración mediante una óptica precisa. Además, para no perder en ningún momento la máxima radiación directa, hay que seguir al sol en su movimiento por el cielo de una forma precisa. Para la captación y concentración se dispone de tres tecnologías, en orden de madurez: colectores cilíndrico-parabólicos, colector central en torre y colectores parabólicos. Todas tienen en común la función de concentrar la energía solar en algún punto focal (mediante la óptica adecuada) por el cual se hace pasar una serie de tubos por el que circula el fluido térmico.

La primera tecnología, con tuberías de corte transversal parabólico es la más probada. Históricamente se han construido en el mundo diez centrales, desde 1984 a 1991. Nueve comerciales en EEUU y una experimental en Almería, donde se han perfeccionado los sistemas de captación en rendimiento y coste. Se han alcanzado temperaturas del fluido de 200 a 400 grados, con factores de conversión de 30 a 80 consiguiéndose de 40 a 60 KW por metro cuadrado. El conjunto de colectores que captan y concentran el sol se les llama campo solar.

El invitado, que pertenece a una empresa promotora de plantas comerciales llamada Torresol Energy (participada por Sener), ha explicado los proyectos que hay de puesta en producción de dos centrales con la tecnología explicada en el párrafo anterior, llamadas Andasol 1 y 2. La particularidad que tienen estos proyectos es que disponen de un sistema de almacenamiento para seguir generando electricidad durante la noche, formado por dos tanques de sales fundidas de sodio y potasio que permiten almacenar el calor y soltarlo al fluido térmico por la noche para seguir con el ciclo termodinámico de transferencia al agua y conversión al vapor para accionar las turbinas. Tienen una autonomía de siete horas. Tienen un campo solar de 200 hectáreas con espejos de 6 por 12 metros dispuestos en hileras de 500 metros cada una. Sener ha proporcionado tres elementos fundamentales de las instalaciones: la estructura y óptica de concentración de los paneles, un sistema de seguimiento especial del sol y un software de optimización global de la planta llamado sensol.

Además de la empresa del invitado, la presentadora citó otras dos empresas que tienen proyectos en España de centrales del mismo tipo: Solucar (filial de Abengoa, con cinco plantas) y Iberdrola (con nueve plantas)

Precisamente la primera de estas empresas tiene una central de las de torre, la BS10. Tiene un campo solar con heliostatos (los espejos que concentran la luz en el torre) que siguen al sol en azimut y elevación. Las tecnologías que se utilizan en los receptores de la torre son los tubulares con fluido en su interior y volumétricos con aire donde se alcanzan temperaturas de 500 a 700 grados y una concentración de 300 a 1000 KW por metro cuadrado. También disponen de un sistema de almacenamiento con sales de sodio líquido, que le pueden dar una autonomía de 15 horas.

El rendimiento de estas centrales pueden variar de 17% (media) a 23% (pico)

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