¿Cómo funciona una solar térmica con almacenamiento por sales fundidas?

Por sales fundidas se conoce a una categoría de materiales y procesos muy útiles. El término “sal fundida” se describe a si mismo; en efecto se trata de una sal (pensemos en la sal de mesa común – cloruro sódico – por ejemplo) que por acción del calor se funde poniéndose al rojo vivo. Cuando la sal supera la temperatura de 801ºC cambia al estado líquido. Este líquido es estable, tiene una capacidad calórica similar a la del agua (por volumen) y fluye de forma muy parecida a esta. La gran diferencia con el agua, aparte obviamente de la gran temperatura que soportan las sales líquidas, es que cuando se solidifican de nuevo (es decir, se enfrían) su volumen se contrae en lugar de expandirse como le sucede al hielo. Por eso mismo, si llenásemos una botella de sal fundida y la dejásemos enfriar, esta no estallaría como si sucede con el agua/hielo. Últimamente se oye hablar mucho de sales fundidas aplicadas a centrales solares térmicas, que las emplean como intercambiador de calor con el agua. El esquema típico de una de estas instalaciones consiste en un gran conjunto de espejos giratorios (o helióstatos) que siguen el curso del sol concentrando su luz en una torre ubicada en un punto central. Dicha torre es en realidad un depósito metálico repleto de sales (normalmente se emplea una mezcla de nitritos y nitratos de sodio). Cuando la temperatura en el interior de la torre supera los 565ºC las sales se funden y fluyen por las tuberías hasta alcanzar un depósito aislado térmicamente. Paulatinamente, se extraen las sales fundidas de este repositorio y se les hace circular a través de un intercambiador de calor, donde ceden su alta temperatura al agua generando el vapor necesario para mover una turbina. Una vez que las sales ceden su calor al agua, se las devuelve (ahora frías) a un segundo depósito, desde donde más tarde serán cargadas otra vez a la torre central, para iniciar el ciclo de nuevo.

Como vemos, la gran ventaja de este tipo de central solar térmica, es que el calor se mantiene en las sales fundidas de un modo mucho más eficiente, alargando los ciclos de evaporación del agua y posibilitando que las turbinas generen electricidad horas después de que el sol haya desaparecido del horizonte. En España, concretamente en Sevilla, se construye en la actualidad una central de este tipo que generará una potencia total superior a los 17 MW. Las instalaciones ocuparán una superficie de aproximadamente 100 hectáreas (1 millón de m2) de la cual 264.825 m2 se cubrirán con helióstatos. Teóricamente, la capacidad de almacenamiento de esta planta será de 15 horas y tendrá una potencia térmica en el receptor de 120 MWt, y una potencia de turbina de 17 MWe. Eso significa que si las horas de luz diurnas son bien aprovechadas, la planta podría generar electricidad durante todo el día.

Tenéis más información sobre esta planta en construcción, llamada Solar Tres, en Erenovable. Así mismo cabe recordar que ya existe una central de este tipo operando en Granada llamada Andasol 1, aunque su capacidad de almacenamiento es bastante menor (7 horas y media) que la prevista para Solar Tres.

Crédito imagen Treehugger.

17 Comentarios

Participa Suscríbete

melodiame

Ciertamente creo que con tantos pasos se tiene que perder mucha eficiencia, sigo pensando que la mejor apuesta a dia de hoy son los tanques de hidrogeno, que se llenan de separar agua con la energia solar que no se consuma durante el dia (hay q gastarla si o si), y cuya posterior union con oxigeno genera electricidad dando como resultado agua de nuevo :-)

El niñoEl niño

en respuesta a melodiame, de esa forma, con tanques de hidrógeno, además de la baja eficiencia de los paneles solares, habría que tener en cuenta que se necesita mayor energía para poder obtener hidrógeno, que la energía que produce al unirse con el oxígeno de nuevo dando como resultado agua. Es decir, tenemos pérdidas en la producción de corriente a partir de la energía solar y luego pérdidas en el ciclo de hidrógeno.

RoRo

“Su volumen se contrae en lugar de expandirse como le sucede al hielo”. Que guapo, me ha gustado mas conocer este detalle que el hecho de el funcionamiento de la solar termica.

Se podra caseramente hacer un experimento con la sal para ver como modifica su volumen? Debe estar curioso…

Interesante noticia Maikel :)

Besos

Maikelnai

Ro, dudo que en el horno de casa puedas fundir sal de mesa. Y aunque pudieras no me parecería buena idea hacer experimentos con fluídos candentes 😉

Rober

Como dice meoldiame, seguramente hay pérdida en los pasos intermedios respecto a usar la energía directamente.

Y, de momento, la energía solar instalada es tan pequeña que salvo “subidones” se puede absorber por completo (aunque según REE la incapacidad de estimar el volcado de energía a la red de las instalaciones actuales, les produce algún quebradero de cabeza)

Sin embargo es un interesante proyecto que enseñará algo más sobre el camino a tomar. No hay que olvidar que, como dijo Maikelnai en una entrada anterior, el gran reto de la energía solar es el almacenamiento, pues -al menos en teoría- la capacidad es tan ilimitada como hectáreas haya disponibles.

Alb

Tu articulo comete varios errores.
1) La temperatura de las sales es de 565ºC y no 850ºC.
2) La planta que se esta construyendo en Sevilla no es esperimental, sino comercial.

Maikelnai

Tiene usted razón Alb, la gente de Sener ha conseguido dar con una combinación de sales que se funden mucho antes que la sal de mesa, he cambiado la temperatura por los 565ºC que comentan en su web.

En cuanto a lo de experimental, creo que el objetivo de esta planta es demostrar que el concepto funciona y puede ser rentable, de ahí que la tildara de experimental. Pero como puede ser interpretado como tendencioso (y después de mi post pro-nuclear detecto sensibilidades a flor de piel con respecto a todo lo que publico), retiro la palabra del texto y me doy por satisfecho con la explicación de este comentario.

Toribio CosmicoToribio Cosmico

La Planta de Andasol no funciona así como la describes, no lleva torre y helistatos, sino que va con colectores cilindros parabólicos y no calienta las sales fundidas, sino un fluido térmico de aceite mineral que se utiliza para generar vapor en un intercambiador y para calentar las sales, os cuento a groso modo como funciona, tiene dos modos de operación.

En el modo de operación directa, el fluido térmico pasa desde el campo solar al sistema de generación de vapor solar, donde se produce vapor a una temperatura de 370 ºC y una presión de 100 bar, haciendo pasar el fluido térmico por tres intercambiadores de calor conectados en serie (precalentador, evaporador y sobrecalentador). El fluido HTF sale enfriado del precalentador y es enviado al campo solar para ser calentado de nuevo.

De este modo, el fluido térmico actúa como el medio de transferencia de calor entre el campo solar y la central de generación del ciclo de vapor, calentándose en los colectores solares y enfriándose al producir el vapor que demanda el turbogenerador. El vapor así producido se envía a la central de generación, donde se expande en una turbina de vapor que acciona el correspondiente generador de electricidad. A la salida de la turbina, se le extrae el calor residual al vapor expansionado por medio de torres de refrigeración por evaporación de tiro forzado. Mediante este proceso, la radiación solar recogida y concentrada por el campo solar es convertida en electricidad y posteriormente se entrega a la red eléctrica general.

Durante las horas de alta insolación del mediodía se puede generar electricidad y cargar el sistema de almacenamiento a la vez, para lo cual se traspasa el calor del fluido del campo solar al medio de almacenamiento térmico (un fluido de sales fundidas), que recoge el calor mientras la sal pasa del deposito frío al deposito caliente, donde se acumula este calor hasta llenarlo completamente.

Mediante este sistema de almacenamiento, la planta puede producir electricidad solar sin interrupción durante día y noche, atender la demanda eléctrica de cada momento y asegurar siempre la capacidad de potencia. Al avanzar el día y bajar la intensidad de la radiación solar por la tarde, se deja de desviar calor al sistema de almacenamiento para aplicarlo todo en producir electricidad. Después de la puesta de sol, la operación del campo solar se detiene y empieza la descarga del sistema de almacenamiento: Se recupera el calor del depósito de sal caliente por medio del aceite térmico para mantener la producción de electricidad durante la noche.

Saludos.

rafael rojas granados

hola, he leido como has explicado andasol 1, y me parece que entiendes bastante de esto, en san jose del valle, ya han comenzado una igual a la de andasol 1 de guadix granada, valle 1 y valle 2, de la cual estoy recabando toda la informacion que puedo, como funciona y que se necesita para su mantenimiento, ya que al estar en paro durante mucho tiempo he decidido hacer un curso de energías renovables en master d, ya que me gustaría trabajar en esa central de cilindroparabolicos, me podrías enviar a mi correo toda la informacion de andasol 1, por si tubiera la suerte de que me llamaran, me gustaría ir con alguna base sobre este sistema, te lo agradecería muchisimo si pudieras ayudarme, y mandarme todo lo que tengas sobre este sistema, ya que veo que sabes bastante de esto, gracias por leer mi respuesta, un saludo toribio…..

Maikelnai

Comentario ***** <- 5 estrellas

Toribio, me quito el sombreo. Tu comentario se merece un post aparte 😉

Realmente interesante, se nota que sabes de lo que hablas.

Toribio CosmicoToribio Cosmico

Gracias Maikel! Cuando termine de escribirlo me parecio un poco pedante por mi parte, pero al fin y al cabo funciona así Andasol. Me dedico a esto así que mas me vale saber un poquito de esto.

Lo dificil de conseguir de estas plantas termosolares son la necesidad de agua, aproximadamente 1Hm3/año que es dificil de conseguir y buscar un terreno de unas 200 ha (200 campos de futbol) con una pendiente menor del 3 %.

Pero bueno en ello estamos.

Saludos.

Gustavo CatúnGustavo Catún

La información proporcionada por Toribio Cosmico es muy interesante, solo quisiera consultarte si la producción de energía por este método es mas rentable que el Sistemas de Carbón o de Combustión Interna.

Yo radico en Guatemala, y estoy realizando mi trabajo de graduación a nivel de Licenciatura en este tema, y me pareció interesante esta aplicación en territorios áridos en los cuales no se puede aprovechar el terreno para la producción agrícola.

Afortunadamente, por este valle circula el Río Motagua, el cual posee un caudal impresionante que facilitaría la obtención de Agua para este fin. Por lo que me atrevería a asegurar que sería competitivo contra un proyecto Hidroeléctrico similar en que inundaría una enorme cantidad de Hectáreas de terreno fértil en otra región del país.

Agradecería tus comentarios.

G-SlayerG-Slayer

Hola Toribio y Maikel, Soy estudiante de ingenieria de Ssitemas, y muy interesado en los generadores de energía Renovable, Actualmente estudio intensamente el funcionamiento de los Motores Stirling, que seguro ustedes ya se lo conocen.
Simplemente me parece sorprendente que conociendo este tipo de Tecnología (Que por cierto no es nada nueva), aun utilicen Turbinas generadores impulsados por vapor de agua (por que eso es lo que tenemos al fin y al cabo, seguimos utilizando un recurso tan preciado), me podrias por favor enviar un correo o algo para entender el por que no instalar un motor Stirling, en vez de una caldera que hace vapor, tal vez eficiencia o algo así ?… Gracias, un saludo.

yoyo

Creo que andas bastante confundido sobre el potencial de andasol 1. Leete el siguiente documento en pdf y comprobaras que los 17MW que tendra la central de Sevilla son ridiculos comparados con los 50MW de Andasol 1 y sus 1.010 MWht de almacenamiento para 7,5 horas de operación a plena carga
http://www.upcomillas.es/catedras/cr...Antonio%20G
%C3%B3mez%20Zamora%20-%20Andasol%20I%20y%20II,%20ACS-Cobra.pdf
Pero aun hay mas, porque Andasol 1 es solo la primera fase de un proyecto que constara de otras 2 plantas de igual potencia, con lo cual llegaran a entregar a la red electrica 150MW. La primera fase ya esta funcionando y la segunda ya esta construida pero creo que aun no ha sido engachada a la red. Y aun falta la 3ª fase.

1 Trackback

¿Cómo funciona una solar térmica con almacenamiento por sales fundidas?…

[c&p] la gran ventaja de este tipo de central solar térmica, es que el calor se mantiene en las sales fundidas de un modo mucho más eficiente, alargando los ciclos de evaporación del agua y posibilitando que las turbinas generen electricidad horas …

Deja un comentario

Tu email nunca será mostrado o compartido. No olvides rellenar los campos obligatorios.

Obligatorio
Obligatorio
Obligatorio

Puedes usar las siguientes etiquetas y atributos HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>