Central Térmica Solar

La central térmica solarplanta termosolar es una de las instalaciones industriales que utilizan energía solar más importantes que existen. Vamos a contarte qué es, cómo funciona y los diferentes tipos  de centrales solares que se utilizan hoy en día.

central termosolar

¿Qué es una central térmica solar?

Una central térmica solar o planta termosolar es un complejo donde se aprovecha la luz solar convirtiéndola en energía eléctrica a través de la concentración de rayos solares.

Este método se realiza por medio del proceso fototérmico. En estas centrales se realizan procesos fototérmicos, donde el calor de los rayos solares calientan un fluido produciendo vapor, que después se dirigirá a las turbinas. De esta forma, se consigue así como resultado la energía eléctrica.

Central térmica solar de torre

Las centrales termosolares basadas en tecnología de receptor central  realizan una transformación de la energía procedente del Sol en otra, usualmente eléctrica, mediante un ciclo termodinámico.

En general, una central térmica solar de torre está compuesta por una serie de diferentes subsistemas:

  • Subsistema colector.
  • Subsistema receptor.
  • Subsistema de potencia.
  • Subsistema de almacenamiento.
  • Subsistema eléctrico.
  • Subsistema de control.
  • Subsistema de tratamiento y adquisición de datos.

La baja densidad de energía procedente del Sol hace necesaria de alguna manera la concentración de ésta para aumentar el rendimiento de la transformación termodinámica. De esta forma, el subsistema colector se encargará de redirigir esta energía, concentrándola en un receptor central situado a una altura considerable en una torre.

Heliostatos

Este subsistema colector está formado por una serie de helióstatos, superficies reflectoras situadas de forma ordenada en un terreno, que se orientan automáticamente a través del subsistema de control que las gobierna para hacer un seguimiento continuo del Sol. De esta forma se reflejan los rayos solares en un determinado punto del receptor.

Así, los helióstatos se orientan según la posición del Sol, logrando que en el receptor se alcance una mayor densidad de potencia, con el consiguiente aumento de temperatura.

Aprovechamiento del calor y transformación en energía eléctrica

La energía térmica resultante es aprovechada por un fluido caloportador con el que se intercambia calor y mediante el cual el subsistema de potencia lo transforma en energía eléctrica o si se requiere, se aprovecha directamente para uso industrial.

Con el objetivo de evitar la parada del subsistema de potencia cuando se producen bloqueos por transitorios de nubes, este tipo de centrales suelen disponer de un subsistema de almacenamiento o buffer energético, que ayuda también a la compensación de energía entre el subsistema receptor y de potencia, de forma que aporta o almacena ésta manteniendo una producción en todo momento.

Por otra parte, las plantas comerciales constan de un subsistema eléctrico con el fin de acondicionar la energía eléctrica producida por el subsistema de potencia, de forma que posteriormente se vierte a la red o se aprovecha directamente en la propia central.

Por último, cabe destacar la vital importancia de un subsistema de adquisición y tratamiento de datos (SCADA, acrónimo del inglés Supervisory Control and Data Acquisition)  para poder realizar análisis de las operaciones realizadas en la central y poder evaluar el funcionamiento, ofreciendo así posibilidades de mejora futuras.

Otros tipos de centrales térmicas solares

 

Fresnel Termosolar

fresnel solar
Conoce el funcionamiento del fresnel solar

 

Colector Cilindro Parabólico

colectores cilindro parabólicos
Te contamos todo sobre esta instalación solar

 

Podemos realizar una clasificación de central solar atendiendo al tipo de colector utilizado para concentrar la luz solar:

Central solar de colectores cilindro parabólicos

La base de funcionamiento es la misma que la anterior. En este caso, se dispone de un conjunto de colectores con forma cilindro parabólica, por las que pasa un tubo justo en el punto de la focal de estos colectores. Esto da como resultado la concentración de la luz solar incidente en el tubo, por el que circula un líquido caloportador.

Central solar con reflectores Fresnel

En este caso el receptor en el que se concentran los rayos solares está en un lugar más alto que los colectores, al igual que ocurría en la central solar de torre.  El funcionamiento es parecido, aunque estos colectores se sitúan mucho más cercanos al receptor, que tiene forma de tubo y se dispone a lo largo de todo el colector. Es la opción más barata debido a los materiales utilizados y el sencillo funcionamiento, aunque tienen un rendimiento considerablemente inferior si lo comparamos con el resto de opciones.

¿Cómo funcionan las centrales solares térmicas?

El funcionamiento de una central térmica solar se basa en una técnica que se realiza a través de la recolección de los rayos solares. Posteriormente, se concentra la energía en un portador de calor que en la mayoría de los casos contiene agua. Este tipo de almacenamiento es uno de los más comunes actualmente ya que su técnica se realiza por medio de sales fundidas en almacenamiento térmico. Con este calor almacenado, se puede generar electricidad si se lleva a otro líquido, que suele ser agua, a ebullición.

En otras palabras, la central térmica solar es donde se emplea el calor del sol para llevar a ebullición el agua, generando vapor que le dará movimiento al generador teniendo como producto final energía eléctrica. Para aumentar el calor se debe reunir de manera adecuada una gran cantidad de energía procedente de los rayos solares.

Temperatura de trabajo

Para poder conseguir un rendimiento óptimo termodinámico, las temperaturas deben alcanzar los 100 °C y hasta los 300°C ya que en temperaturas más bajas no podrán ofrecer un buen rendimiento. La recolección de esta energía solar se realiza por medio de colectores. Estos colectores pueden ser espejos que apuntan a una torre central donde se genera el calor que posteriormente calentará los fluidos u otro tipo de colectores que concentren el calor en un tubo por el que circulará el fluido caloportador.

De esta manera, se puede decir que es un método de energía ilimitada ya que su fuente principal es la energía solar y es considerada energía renovable. Se disminuye así la fabricación de combustible fósil y se reduce notablemente la cantidad de esa energía que utilizamos.

La central térmica solar es un avance, ya que con el constante aumento de la población sube la demanda en energía eléctrica y es una de las formas de reducir la cantidad de energía tradicional que solemos usar y sus altos costes. Con esta energía los costes son mínimos ya que sólo implicaría mantenimiento y continua supervisión.

Video de funcionamiento de central termosolar

En el siguiente video puedes ver el funcionamiento general de este tipo de centrales de forma muy sencilla:

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