Campo Solar

Campo solar

Plantas de potencia termosolar concentrada (CSP)

Las plantas de potencia termosolar concentrada (Concentrating Solar Power) generan electricidad mediante la concentración de calor solar y las tecnologías actualemnte instaladas a nivel mundial son Fresnel, canal parabólico, torre central y plato parabólico.

Un desarrollo propuesto por el National Renewable Energy Laboratory (NREL) es un ciclo Baryton de circuito cerrado con turbomauinaria de doble flecha.

Unidad modular de generación en el receptor sin almacenamiento de energía.

Esta propuesta utiliza una torre modular con un pequeño campo de helióstatos.

Dimensiones de la sección de compresión (turbina/compresor) vs potencia (Fuente: NREL)

Potencia nominal (kW)	Diámetro de turbina (m)	RPM estimadas	Flujo de CO2 (kg/s)
0.3	0.04	125,000	3.5
3	0.15	50,000	35
300	1.5	3,600	3500

Torre modular con un pequeño campo de helióstatos

Unidad modular de generación en el receptor sin almacenamiento de energía.

Una unidad modular de generación eléctrica más almacenamiento térmico (TES) puede reducir la variabilidad de generación de potencia, debido a la variabilidad de las condiciones ambientales.

La flexibilidad del sistema permite los modos de operación suguientes:

Modo de generación: todos los HTF usados en la turbina de generación de potencia y en la turbina del compresor.
Modo de carga: La turbina de generación de potencia se detiene u opera a carga parcial y parte del sCO₂ se envía al sistema de almacenamiento, transfiriendo el calor a las sales fundidas del tanque TES.
Modo de descarga: El compresor y la turbina del compresor son impulsados por la energía térmica del tanque de almacenamiento, en lugar de recibir calor del receptor solar. La turbina de potencia es impulsada por el sCO₂ de alta presión y temperatura del calor contenido en las sales TES. Este diseño de almacenamiento proporciona energía a corto plazo para impulsar la turbina de potencia, manteniendo constante la generación durante la variación de las condiciones climáticas, como los nublados.

Operación de una Planta CO2 y almacenamiento térmico

Sales fundidads

En plantas de potencia de torre central se pueden alcanzar temperaturas tan altas en el rango de los 640ºC. Estas temperaturas favorecen la eficiencia térmica de un ciclo Brayton de CO₂ supercrítico. El uso de sales fundidas, tanto para enfriar el receptor como para transferir el calor al CO₂ se ven atractivos.

Trigeneración

Otra aplicación de la energía termosolar concentrada es la generación de electricidad y enfriamiento.