¿Qué es una central termosolar?
Una Central Termosolar es una instalación que permite el aprovechamiento de la energía del sol para la producción de electricidad. Tiene un ciclo térmico semejante al de las centrales termoeléctricas convencionales: la energía calorífica que se produce en un determinado foco es transformada en energía mecánica mediante una turbina y, posteriormente, en energía eléctrica mediante un alternador.
La única diferencia es que mientras en las centrales termoeléctricas convencionales el foco calorífico se consigue por medio de la combustión de una fuente fósil de energía (carbón, gas, fuelóleo), en las solares, el foco calorífico se obtiene mediante la acción de la radiación solar que incide sobre un fluido.
Tipo de centrales termosolares
Centrales con captadores cilindro parabólicos
En este tipo de centrales se emplea un tipo de captadores de forma cilíndrico parabólica recubiertos de material reflectante en su parte interna y en cuyo eje focal esta dispuesto una tubería con fluido caloportador.
Plataforma solar del CIEMAT en Almería ( España) Foto: © Raúl Bartolome/greenpeace
Funcionamiento– Cuando los rayos del sol inciden sobre el captador se reflejan y se concentran en la tubería situada en el eje focal la cual alcanza temperaturas de entre 300 y 400 grados. El fluido del interior de la tubería se bombea entonces hacia un depósito de calor donde queda almacenado. Este calor es luego aprovechado para producir el vapor que mueve las turbinas que generan energía eléctrica.
Para optimizar la captación de la radiación solar directa, estos captadores cuentan con un sistema se seguimiento de un eje para orientar siempre el captador en la trayectoria aparente del Sol en el cielo y captar una mayor cantidad de energía.
Esquema de funcionamiento de receptor cilindro parabólico
Planta Termosolar de Alvarado I
Chimenea solar
Las chimeneas solares son centrales eléctricas consistentes en una gran superficie de terreno cubierta de vidrio o plástico transparente que tiene en el centro una chimenea de gran altura. En la base de la chimenea se disponen unos aerogeneradores.Funcionamiento– En los días de Sol, los rayos solares atraviesan la superficie de plástico y recalientan el suelo y la masa de aire sobre este. El aire caliente se dilata y se hace más ligero generándose así una brisa en dirección a la chimenea.
Conforme el aire se aproxima a la chimenea aumenta progresivamente su velocidad y su temperatura llegando a ser ambos valores máximos en la base de esta. El aire en movimiento se canaliza entonces por la chimenea en forma de potente chorro y transfiere su energía cinética a los aerogeneradores que la transforman en electricidad.
Sección del esquema de funcionamiento de la torre o chimenea solar. El aire se calienta bajo el invernadero y aumenta su temperatura conforme más se aproxima a la chimenea. Una vez el aire se ha canalizado en la chimenea cede su energía al generador y se enfría.
Central solar termoeléctrica de ensayos de geometría variable.
Hornos solares
Los hornos solares son reflectores parabólicos o lentes construidos con precisión para enfocar la radiación solar en superficies pequeñas y de este modo poder calentar "blancos" a niveles altos de temperatura. El limite de temperatura que puede obtenerse con un horno solar esta determinado por el segundo principio de la termodinámica como la temperatura de la superficie del sol, esto es 6000 ºC, y la consideración de las propiedades ópticas de un sistema de horno limita la temperatura máxima disponible. Se han usado hornos solares para estudios experimentales hasta 3500 ºC y se han publicado temperaturas superiores a 4000 ºC. Las muestras pueden calentarse en atmósferas controladas y en ausencia de campos eléctricos o de otro tipo si así se desea.
El reflector parabólico tiene la propiedad de concentrar en un punto focal los rayos que entran en el reflector paralelamente al eje.
Como el sol comprende un ángulo de 32', aproximadamente, los haces de rayos no son paralelos y la imagen en el foco del receptor tiene una magnitud finita. Como regla empírica, el diámetro de la imagen es aproximadamente la razón de longitud focal/111. La longitud focal determina el tamaño de la imagen y la abertura del reflector la cantidad de energía que pasa por el área focal para una velocidad dada en incidencia de radiación directa. El cociente entre la abertura y la longitud focal es, pues, una medida de flujo de energía disponible en el área focal y con arreglo a este flujo se puede calcular una temperatura de cuerpo negro.
Infinia Stirling Solar Generator
India One Solar Thermal Power Project - Glimpses - Brahma Kumaris
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