Planta de energia solar
Termoeléctrica

Energía solar térmica de alta temperatura

Energía solar térmica de alta temperatura

La energía solar térmica es una forma de aprovechar el calor de la energía solar desde para obtener calor. De las distintas técnicas para convertir la radiación solar en energía térmica, en esta sección, explicamos la energía solar térmica de alta temperatura.

Nos referimos a la energía solar térmica de alta temperatura a aquellos sistemas solares que utilizan colectores solares que trabajan a temperaturas superiores a los 500ºC. En este tipo de instalaciones, una vez que se ha transformado la radiación solar en energía calorífica, el siguiente objetivo es transformar este calor en energía eléctrica.

Existen diferentes tecnologías para aprovechar la energía solar térmica de alta temperatura. Sin embargo, todas las soluciones se basan en los mismos principios:


Las tecnologías utilizadas en energía solar térmica de alta temperatura son:

  • Los captadores cilindro-parabólicos.
  • Las centrales de torre.
  • Los discos parabólicos.
  • Los receptores lineales de Fresnel.

Captadores solares cilindro-parabólicos

Instalación solar térmica de alta termperatura con catadores solares cilíndricos

Los captadores cilindro-parabólicos concentran la radiación solar mediante espejos con forma parabólica en una tubería absorbente que pasa por el eje de la parábola. En el interior de esta tubería absorbente se calienta un fluido que puede alcanzar temperaturas de hasta 450ºC.

Dependiendo de la aplicación solar y de la temperatura a la que se quiere alcanzar se utiliza un tipo de fluido u otro. Para una temperatura máxima de 200ºC se puede utilizar agua desmineralizada o Etilen Glicol como fluidos de trabajo y para temperaturas mayores de hasta 450ºC se usan aceites sintéticos.

Para obtener un rendimiento energético óptimo, este tipo de captador de concentración debe de ir modificando su posición adaptándose a la posición del Sol mediante un giro alrededor del eje paralelo a su línea focal  para aprovechar la radiación directa del Sol.

Centrales solares de torre

Energía solar térmica de alta temperatura. Esquema de una central de torre.Este sistema de energía solar térmica se basa en la concentración de la radiación solar hacia un punto de una torre. También se le conoce como sistemas de receptor central.

Los sistemas de torre están formados por un campo de heliostatos (espejos móviles sobre 2 ejes). Los heliostatos captan y concentran la radiación solar sobre un receptor, instalado en la parte superior de una torre central.

El funcionamiento de este tipo de planta de energía renovable es sencillo, el receptor solar central genera vapor a alta temperatura. El vapor generado se utiliza posteriormente para mover una turbina de vapor. Gracias a la turbina de vapor se obtiene un trabajo mecánico en forma de energía cinética (un eje en rotación) que, gracias a un generador eléctrico, se va a convertir en energía eléctrica.

Energía solar térmica de alta temperatura. Central de torre..

Discos parabólicos

Energía solar térmica de alta temperatura. Esquema de un disco parabólico.Los discos parabólicos son sistemas que concentran la energía solar en un punto en el que se sitúa el receptor solar y un motor Stirling o una microturbina que se acopla a un alternador.

El fluido localizado en el receptor se calienta hasta temperaturas de más de 750ºC obteniendo de esta forma una cierta energía calorífica. La energía térmica obtenida es aprovechada por el motor Stirling o la microturbina para producir electricidad.

Un motor Stirling es un motor de combustión externa, lo que quiere decir que el aporte energético puede realizarse mediante la energía solar concentrada. Un alternador acoplado al motor  Stirling aprovecha el movimiento generado por el motor para producir energía eléctrica. La electricidad generada mediante este recurso renovable se puede conectar a la red eléctrica para su venta o en la mayoría de los casos puede servir para consumo directo.

Esta tecnología todavía está en experimentación y aún es de menor rentabilidad que la de torre o la de espejos parabólicos.

Energía solar térmica de alta temperatura. Central con discos parabólicos..

Receptores lineales de Fresnel

Los reflectores lineales de Fresnel es un sistema de concentración de la radiación solar parecido a los espejos cilindro parabólicos. En este caso, estos colectores solares lineales llevan espejos planos normales y simulan la curvatura de los espejos cilindro parabólicos (más caros) variando el ángulo de cada fila con un solo eje de seguimiento.

La principal ventaja del sistema de receptores lineales Fresnel es su sencilla instalación y su bajo coste aunque el rendimiento energético es menor que la tecnología de Captadores Cilindro Parabólicos (CCP).

Energía solar térmica de alta temperatura. Receptores lineales Fresnel..

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Referencias

Última revisión: 26 de abril de 2019