Central Termica Solar

8/18/2019 Central Termica Solar

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CENTRAL SOLAR TERMICAGEORGE VILLAGOMEZ GALARZA

JAVIER BRIONES YEPEZ

RAUL LOPEZ ORTEGA


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INTRODUCCIÓN

• UNA CENTRAL TÉRMICA SOLAR O CENTRAL TERMOSOLAR ES UNA INSTAPERMITE EL APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA DEL SOL PARAELECTRICIDAD A PARTIR DEL CALENTAMIENTO DE UN FLUIDO UTILIZAND TÉRMICO PARECIDO AL DE LAS CENTRALES TÉRMICAS CONVENCIONACUAL SE CONSIGUE MOVER UN ALTERNADOR GRACIAS AL VAPOR GENMISMO.

• LAS TÉCNICAS DE APROVECHAMIENTO DE LA RADIACIÓN SOLARCONVERSIÓN EN ENERGÍA ELÉCTRICA UTILIZANDO UNA TRANSINTERMEDIA EN ENERGÍA TÉRMICA SE CLASIFICAN EN DOS GRANDES GQUE CONCENTRAN LA RADIACIÓN SOLAR A LO LARGO DE (CONCENTRADOR CILINDRO PARABÓLICO Y LAS DE ESPEJOS FRESNEL) CONCENTRAN LA RADIACIÓN SOLAR EN UN PUNTO (TORRE CENTCENTRALES DE DISCO PARABÓLICO EQUIPADAS CON UN MOTOR STIRLING


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• VENTAJAS:

• LA MS IMPORTANTE DE TODAS LAS VENTAJAS ES QUE ESTE TIPO DENO CONTAMINA.

• AL ESTAR HABLANDO DE LA ENERGÍA SOLAR PODEMOS AFIRMARUNA FUENTE INAGOTABLE

• ES UN SISTEMA DE APROVECHAMIENTO DE ENERGÍA IDÓNEO PARA ZONAEL TENDIDO ELÉCTRICO NO LLEGA (ZONAS RURALES" MONTA#OSAS" ISLDIFICULTOSO Y COSTOSO SU TRASLADO.

• LOS SISTEMAS DE CAPTACIÓN SOLAR QUE SE SUELEN UTILIZAR SON MANTENIMIENTO" LO QUE FACILITA SU ELECCIÓN.

• DESVENTAJAS:

•

EL DESARROLLO DE ESTE TIPO DE CENTRALES HACE FRENTE A VARIAS LIMIT• ECONÓMICAS: SUS COSTES DE E$PLOTACIÓN SON A%N MUY ALTOS" POR ES

COMPETITIVAS ANTE OTRO TIPO DE CENTRALES.

• TECNOLÓGICAS: A%N SE DEBEN REALIZAR MUCHAS MEJORAS PARA AUMEFICIENCIA DE LOS SISTEMAS DE CONCENTRACIÓN Y ALMACENAJE.

• ESTACIONALIDAD: HAY QUE HACER FRENTE A LA VARIABILIDAD DE LA RSOLAR Y LAS INCERTIDUMBRES METEOROLÓGICAS.


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TIPOS DE CENTRALES TÉRMICAS SOL


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CENTRAL TÉRMICA SOLAR CONCONCENTRADOR CILINDRO PARABÓLIC

• SON LAS CENTRALES SOLARES TERMOELÉCTRICAS CUYA TECNOLO

CONSIDERA MS MADURA EN ESTOS MOMENTOS" Y QUE SUPONE M

&' DE LA POTENCIA DE GENERACIÓN TERMOSOLAR INSTALADA E

MUNDO. BSICAMENTE CONSISTE EN LA CONCENTRACIÓN DE LA R

SOLAR A LO LARGO DE UNA LÍNEA RECTA CON UNA LONGITUD QUE

ENTRE LOS ** Y LOS +** METROS. EL FLUIDO CALOPORTADOR" ESFLUIDO QUE TRANSPORTA LA ENERGÍA QUE ES CAPTADA EN LOS

CONCENTRADORES CILINDRO,PARABÓLICOS" ENTRA POR UNO DE

E$TREMOS A UNA TEMPERATURA Y CON UNA VELOCIDAD DETERMI

SALE POR EL OTRO E$TREMO A UNA TEMPERATURA SUPERIOR.


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• FORMADO POR:• FLUIDO CALOPORTADOR: EL FLUIDO UTILIZADO PUEDE SER A

ACTUALMENTE NO SE HAN SUPERADO LOS PROBLEMAS DERIVAVAPORIZACIÓN QUE SE PRODUCIRÍA EN UN PUNTO INTERMEDIO DEL R

• CAMPO SOLAR: ES EL LUGAR DONDE SE REALIZA LA CAPTACIÓN DE Y SU POSTERIOR TRANSFERENCIA EN FORMA DE CALOR SE DENOM

SOLAR LA CUAL ESTA CUBIERTA DE MÓDULOS CAPTADORES DESOLAR.

• TREN DE GENERACIÓN DE VAPOR: EL CALOR ABSORBIDO ES TRACONTINUACIÓN A UN CIRCUITO DE AGUA PARA GENERAR VAPOR.

• TURBINA DE VAPOR: EL VAPOR GENERADO ES ENTONCES CONDULA TURBINA DE VAPOR" DONDE SE PRODUCIR UNA NUEVA TRANSENERGÉTICA (CINÉTICA A MECNICA).

• CONDENSACIÓN DE VAPOR: EL VAPOR A LA SALIDA DE LA TURBIN-MUERTO" SIN CAPACIDAD PARA REALIZAR TRABAJO MECNICO.

• EL GENERADOR: LA ENERGÍA MECNICA ROTATIVA REQUIERE %LTIMA TRANSFORMACIÓN EN ENERGÍA ELÉCTRICA.


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DIAGRAMA DE CENTRAL TÉRMISOLAR CON CONCENTRADOR CILIN

PARABÓLICO.


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CENTRAL TÉRMICA SOLAR CONCONCENTRADORES LINEALES FRES

• LAS CENTRALES BASADAS EN TECNOLOGÍA FRESNEL CONSISTEN PRINCIPALMENTE EN

ESPEJOS PRIMARIO" UN TUBO ABSORBEDOR Y UN ESPEJO SECUNDARIO. EL CAMPO COMPUESTO POR UNA SERIE DE FILAS DE ESPEJOS PLANOS A UN METRO DE ALT TERRENO. CADA FILA TIENE UNOS * CM DE ANCHO Y SE E$TIENDE EN LÍNEAS RECTENTRE ** Y &** METROS. LOS RAYOS REFLEJADOS EN LOS ESPEJOS PLANOS QUE SIMCURVA REFLEJAN LOS RAYOS DEL SOL EN UN TUBO ABSORBEDOR" COLGADO UNOS ENCIMA DEL NIVEL EN QUE SE ENCUENTRAN LOS ESPEJOS REFLECTORES" Y QUE ES ELDE LA TRANSFORMACIÓN DE LA RADIACIÓN EN ENERGÍA TÉRMICA. POR ENCIABSORBEDOR HAY UN ESPEJO SECUNDARIO CILÍNDRICO QUE CONCENTRA LA LUZ SODESVIADO LIGERAMENTE DE SU TRAYECTORIA Y POR TANTO NO HA IMPACTADO

ABSORBEDOR LINEAL. DEBIDO AL PEQUE#O TAMA#O DE LOS ESPEJOS ESTOS SON MEAL VIENTO. LOS ESPEJOS SON PLANOS" LO QUE SUPONE UN ABARATAMIENTO DE SOBRE LOS COSTES DE LOS ESPEJOS CURVOS.

• UNA CENTRAL CCP CUESTA ALREDEDOR DE 0"' MILLONES DE EUROS POR MINSTALADO" UNA PLANTA BASADA EN ESPEJOS EN DISPOSICIÓN FRESNEL CUESTA ALRMILLONES" ES DECIR" CASI UNA TERCERA PARTE MENOS.

• LAS RELACIONES DE CONCENTRACIÓN TAMBIÉN SON MENORES" Y ESA ES UNA DE LAS

LAS QUE LAS TEMPERATURAS QUE SE PUEDEN ALCANZAR SON MENORES.


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DIAGRAMA DE LA CENTRAL TÉRMSOLAR CON CONCENTRADORE

LINEALES FRESNEL.


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CENTRAL TÉRMICA SOLAR DE DISPARABÓLICO CON MOTOR STIRLI

• ESTE TIPO DE CENTRAL TIENE OTRA FORMA DE CONCENTRACIÓN DE LOS RAYHACE LA CONCENTRACIÓN EN UN PUNTO. ESTE TIPO DE PLANTAS YA PREVENTAJAS INDUDABLES FRENTE A LAS ANTERIORES: NO REQUIEREN FLUIDOSPOR EL CAMPO SOLAR" LO QUE SIMPLIFICA NOTABLEMENTE LAS PLANTAS. LA QUE SE PUEDE ALCANZAR EN EL RECEPTOR ES MUCHO MAYOR" LO CUAL TIENE LQUE AUMENTAR EL RENDIMIENTO DEL CICLO TÉRMICO. ESO SÍ" PRESENTA EINCONVENIENTE DE QUE HABR QUE ESTUDIAR MEJOR LOS MATERIALES Y EL CO

TEMPERATURA M$IMA.

•

ESTAS CENTRALES UTILIZAN UNOS ESPEJOS EN FORMA DE DISCO PARACONCENTRAR LA RADIACIÓN EN EL FOCO DE LA PARBOLA. EN ESE PUNTO RECEPTOR QUE CALIENTA UN FLUIDO QUE A SU VEZ ALIMENTA Y MUEVA UN MOSTIRLING.

• LA AUSENCIA DE FLUIDOS CIRCULANTES" LA SIMPLICIDAD TÉCNICA" EL ALTAUTOMATIZACIÓN POSIBLE Y SOBRE TODO SU ALTÍSIMO RENDIMIENTO (TRANSFO3'DE LA RADIACIÓN INCIDENTE EN ENERGÍA ELÉCTRICA) HACEN DE LAS CDISCO PARABÓLICO LA QUE PRESENTA UN FUTURO MS PROMETEDOR"

RESUELVAN LOS PROBLEMAS TÉCNICOS DE UNA TECNOLOGÍA QUE A%SUFICIENTEMENTE DESARROLLADA.


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• MOTOR STIRLING

• EL MOTOR STIRLING FUE ORIGINALMENTEINVENTADO POR SIR ROBERT STIRLING"FRAILE ESCOCÉS" HACIA 2+2. EN SUSINICIOS COMPITIÓ EFECTIVAMENTE CON ELMOTOR A VAPOR. PERDIÓ INTERÉS

DESPUÉS DEL DESARROLLO DEL MOTORDE COMBUSTIÓN INTERNA Y HARETOMADO INTERÉS EN LOS %LTIMOSA#OS POR VARIAS CARACTERÍSTICAS MUYFAVORABLES QUE TIENE. EN PARTICULAR:

• RENDIMIENTO: EL MOTOR STIRLING TIENE EL POTENCIAL DE ALCANZAR ELRENDIMIENTO DE CARNOT" LO CUAL LEPERMITE" TEÓRICAMENTE" ALCANZAR ELLÍMITE M$IMO DE RENDIMIENTO.

• FUENTE DE CALOR EXTERNA: ESTE MOTOR INTERCAMBIA EL CALOR CON EPOR LO TANTO ES ADAPTABLE A UNA GRAN GAMA DE FUENTES DE CALOOPERACIÓN.

• CICLO CERRADO: EL FLUIDO DE TRABAJO OPERA EN UN CICLO CERRADO Y LA

CALOR ES E$TERNA. ESTO HACE QUE ESTE MOTOR SEA" POTENCIALMENTE" DNIVEL DE EMISIONES.


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CENTRAL TÉRMICA SOLAR DE RECEPTOR CENCON GENERACIÓN DIRECTA DE VAPOR (CENTRA

TORRE).• LAS PLANTAS DE RECEPTOR CENTRAL" DENOMINADAS NORMALMENTE CE

TORRE" CONSISTEN EN UNA SERIE DE GRANDES ESPEJOS DISPUESTOS EN TORRE" DENOMINADOS HELIOSTATOS. CADA UNO DE ELLOS POSEE UN MOVIMIENTO INDEPENDIENTE QUE PERMITE ORIENTARLO DE FORMA QUE EL REFLEJADO POR TODOS ELLOS SE CONCENTRE EN UN PUNTO SITUADO EN LO A

TORRE.

• EL RECEPTOR ES EL ENCARGADO DE TRANSFORMAR LA RADIACIÓN CONCCALOR" TRANSFIRIÉNDOLO A UN FLUIDO" QUE PUEDE SER AIRE" AGUINORGNICAS. ESTE FLUIDO PUEDE UTILIZARSE DIRECTAMENTE EN CASO DE Q

CONVERTIDA EN VAPOR" PUEDE EMPLEARSE BIEN PARA PRODUCIR VAPOR" ENQUE SEAN SALES INORGNICAS" O PUEDE EMPLEARSE PARA AUMENTAR EL RENUNA TURBINA DE GAS CALENTANDO EL AIRE DE ADMISIÓN A LA ENTRADA DE LACOMBUSTIÓN.

• EN EL CASO DE QUE EL FLUIDO CALOPORTADOR SEA AGUA" LAS CENTRALES DCENTRAL CALIENTAN Y EVAPORAN EL LÍQUIDO PREVIAMENTE INYECTADO A PRRECEPTOR" PARA PRODUCIR VAPOR A UNA DETERMINADA PRESIÓN Y TEMPERVAPOR SE E$PANDE A CONTINUACIÓN EN UNA TURBINA DE VAPOR" SIGUIENDO

E$ACTAMENTE IGUAL QUE EL SEGUIDO EN CUALQUIER CENTRAL TERMOELÉCTRI


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• ELEMENTOS PRINCIPALES:

• HELIOSTATOS: LA RADIACIÓN SOLAR SE CAPTA EN ESPEJOS PLANOS SOSOBRE UNA ESTRUCTURA MÓVIL. AL CONJUNTO FORMADO POR LOS ESPEJOEL SOPORTE Y EL SISTEMA DE ORIENTACIÓN SE LE DENOMINA HELIOSTATO

• EL RECEPTOR: EL RECEPTOR ES EL ENCARGADO DE TRANSFORMAR LA ELA RADIACIÓN SOLAR EN ENERGÍA TÉRMICA. UTILIZA PARA ELLO UNA SERIEREFRIGERADOS POR EL FLUIDO CALOPORTADOR AL QUE SE TRANSFERIR DE LA ENERGÍA ABSORBIDA" PERDIÉNDOSE EL RESTO. LOS TUGENERALMENTE METLICOS" NORMALMENTE DE ALG%N TIPO DE ACERO IN

• CALDERA: EN ELLA SE CALIENTA EL FLUIDO QUE PERMITE LA EVAPORAGUA QUE MUEVE LA TURBINA.

• TURBINAS: SE ENCARGAN DE HACER GIRAR EL GENERADOR CUANDO R

PRESIÓN DEL VAPOR DEL AGUA.• GENERADOR: ES EL ENCARGADO DE PRODUCIR ELECTRICIDAD

• CONDENSADOR: ES EL ENCARGADO DE CONDENSAR EL VAPOR QUE SEDE MOVER LA TURBINA PARA QUE PUEDA VOLVER A SER UTILIZADO


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DIAGRAMA DE UNA CENTRAL TÉRMICA SOLARECEPTOR CENTRAL CON GENERACIÓN DIREC

VAPOR (CENTRALES DE TORRE).


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CENTRALES TÉRMICAS SOLAREUTILIZADAS EN OTROS PAÍSES

• ESTE TIPO DE CENTRALES PREDOMINAN EN JAPÓN" EUROPA Y ESTADOS UNIDOS. DE

DESTACAN ALEMANIA" ESPA#A Y FRANCIA. ENTRE LAS CENTRALES MS IMPORTANTE T• EL COMPLEJO DE IVANPAH: CAPACIDAD INSTALADA DE /'0 M1 Y GENERA 3 G1

A#O ABASTECIENDO A 20*.*** HOGARES.

• LA PLANTA DE ENERGÍA SOLAR ANDASOL: SE CONSTRUYÓ EN ANDALUCÍA" ESPAPLANTA DE ENERGÍA SOLAR EN EUROPA QUE UTILIZA UN CONCENTRADOR PARABÓLICO CON FINES COMERCIALES. LA PLANTA CONSTA DE TRES INSTALACIONEDE '* M1 CADA UNA" QUE GENERAN EN TOTAL APRO$IMADAMENTE '0* G1H AL A#O

• LA CENTRAL DE ENERGÍA SOLAR SOLNOVA: EST SITUADA EN SANL%CAR LACOMPUESTA POR TRES UNIDADES SEPARADAS DE '* M1 CADA LA PLANTA UTILIZA LCOLECTORES CILINDRO,PARABÓLICOS ASTR4.

• LA PLANTA DE ENERGÍA SOLAR EXTRESOL: SE ENCUENTRA UBICADA EN BADAJOZSE COMPONE DE TRES UNIDADES DE '* M1 CONSTRUIDAS EN TRES FASES" CON UGENERACIÓN DE 25' G1H AL A#O.

• SHAMS!: ES UNA CENTRAL SOLAR CON 2** MEGAVATIOS DE POTENCIA" LA INSTA

OCUPA UNA SUPERFICIE DE UNOS 3"' 6ILÓMETROS CUADRADOS (3.'** HECTREAS) TORNO A '** MILLONES DE EUROS.


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PRIMERAS CENTRALES TERMOSOLAINSTALADAS EN EL MUNDO


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IMPACTO SOBRE EL MEDIO AMBIEDE LAS CENTRALES SOLARES

• DESDE EL PUNTO DE VISTA MEDIO AMBIENTAL" LA PRODUCCIÓN DEELECTRICIDAD A PARTIR DE ESTE TIPO DE SISTEMAS TIENE GRANDES V

• NO GENERA NING%N TIPO DE EMISIONES ATMOSFÉRICAS.• NO PRODUCE FLUENTES LÍQUIDOS.• EVITA EL USO DE COMBUSTIBLES FÓSILES.

•

A PESAR DE ESTO" LAS GRANDES CENTRALES TERMOSOLARES PUEDEN GEGRAN IMPACTO SOBRE EL PAISAJE Y NECESITAN GRANDES SUPERFICIES PA

COLOCAR LOS ESPEJOS DIRECCIONALES.

• CABE MENCIONAR TAMBIÉN QUE UNA VEZ HAN TERMINADO SU VIDA %TIL

PLACAS FOTOVOLTAICAS DEJAN RESIDUOS QUE DEBEN SER TRATADOS

ESPECÍFICAMENTE.


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CONCLUSIONES.

• LA ENERGÍA SOLAR ES" AL IGUAL QUE EL RESTO DE ENERGÍAS RENOVABLINAGOTABLE" LIMPIA" RESPETABLE CON EL MEDIO AMBIENTE Y SENTANDODE UN AUTOABASTECIMIENTO.

•

• AL IGUAL QUE EL RESTO DE LAS ENERGÍAS LIMPIAS" CONTRIBUYE A LA REDE EMISIÓN DE GASES DE EFECTO INVERNADERO Y ESPECIALMENTE DE C

•

• AL SER UNA ENERGÍA DESCENTRALIZADA PUEDE CAPTARSE Y UTILIZARSE EL TERRITORIO" SIEMPRE QUE SE DEN LAS CONDICIONES DE RADIACIÓN SREQUERIDAS. ESTO CONTRIBUYE A EVITAR EL DESPOBLAMIENTO PROGREDETERMINADAS ZONAS Y EL MANTENIMIENTO COSTOSO DE LÍNEAS ELÉCTZONAS DE DIFÍCIL ACCESO.


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ENERGÍA SOLAR TÉRMICA DE ALTA TEMPERATURA. AGENCIA ANDALUZA D

ENERGÍA

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