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Uso de partículas sólidas para aprovechar mejor la energía solar

En un trabajo de investigación financiado por la Unión Europea se sustituyen las sales fundidas convencionales de las tecnologías solares por una suspensión que puede capturar y almacenar calor a mayor temperatura.

Una muy buena energía renovable alternativa es la energía solar, que permite atenuar el impacto negativo que producen las emisiones de dióxido de carbono sobre el medio ambiente. La energía solar concentrada (ESC) utiliza espejos para concentrar la luz solar y capturarla como calor, el cual puede accionar un motor o una turbina. Para producir electricidad de forma competitiva, es preciso mejorar la eficiencia y la seguridad de las plantas de ESC. Un factor limitante de las plantas de ESC actuales es el fluido de transmisión de calor (FTC).

El objetivo del proyecto financiado por la Unión Europea «Concentrated solar power in particles» (CSP2) es utilizar una suspensión densa de partículas (DPS) de gas como FTC alternativo que tolera temperaturas mayores a 550 °C. La fase sólida incluye cualquier partícula de mineral que resista altas temperaturas. Las partículas sólidas también pueden utilizarse como medio de almacenamiento de energía térmica por su alta capacidad calorífica.

En comparación con el FTC de referencia, el material con partículas sólidas presenta condiciones más favorables en lo que respecta al impacto sobre el medio ambiente y a la seguridad. Es posible producir, a bajos costes, grandes cantidades de partículas sin necesidad de desarrollar procesos químicos.

El objetivo general del proyecto es demostrar el rendimiento de un receptor piloto con una capacidad térmica de 100 a 150 kilovatios. Hasta el momento, los miembros del proyecto han modelado la transmisión de calor y el flujo de fluidos de la suspensión de partículas gaseosas en tubos y en un receptor solar de haz de tubos completo. Experimentalmente, por un lado se calentaron las partículas circulantes hasta alcanzar los 750 °C (precalentando a 500 °C) en el receptor solar de laboratorio de un solo tubo. Por otro lado, se puso en funcionamiento el receptor piloto al sol, en un circuito cerrado durante no más de 5 horas con una tasa de circulación de partículas de cerca de 1 t/h, en una primera serie de experimentos. Se están realizando estudios de escalabilidad para instalaciones de ESC industriales. El modelo de diseño predice un rendimiento térmico satisfactorio para una capacidad térmica de 10 a 50 megavatios con una eficiencia que supera el 70 %. El estudio de impacto ambiental está en curso y ha demostrado hasta el momento que la fricción de partículas es muy baja.

La solución planteada en CSP2 de utilizar partículas sólidas en un receptor solar es una alternativa radical a la utilización de FTC líquidos o gaseosos. La DPS permite configuraciones de centrales termoeléctricas menos costosas, pues a mayores temperaturas se necesitan menos materiales transmisores de calor.

fecha de la última modificación: 2015-05-19 15:22:57
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