Solar power tower/es
Una torre de energía solar es un tipo de tecnología de energía solar indirecta. La energía solar es electricidad producida a partir de la radiación del sol. La energía del sol se puede capturar y convertir en energía directamente con paneles solares fotovoltaicos (PV) o indirectamente mediante conversión solar térmica utilizando tecnología de energía solar concentrada (CSP). [1] La tecnología CSP utiliza energía térmica del sol para calentar un líquido, como agua o sal fundida. Este líquido de transferencia de calor se utiliza para vaporizar el agua hasta el punto de vapor, que luego se utiliza para generar electricidad en un generador de turbina tradicional. Las plantas de energía que utilizan tecnología CSP incluyen sistemas de canal parabólico, disco parabólico y torres de energía solar. [2]
Contenido
Fondo
Recolección de energía
Para concentrar la radiación solar desde un área muy grande a un panel mucho más pequeño, una matriz de helióstatos altamente reflectantes reflejan la luz solar hacia el receptor o receptores de calor térmico ubicados en la parte superior de la torre. La disposición de los helióstatos puede variar entre matrices en forma de medialuna o radiales según la cantidad de receptores que haya en una torre y dónde estén ubicados. [3] Para que el receptor recoja la luz solar completa, 1000 W/m 2 , se programan para seguir el movimiento del sol. Otro factor importante para obtener una radiación óptima es mantener los paneles de helióstatos limpios y reflectantes. [4]
Conversión de energía a energía
El calor térmico recogido del receptor puede alcanzar temperaturas de unos 300 °C y se utiliza para calentar la sal fundida a temperaturas extremadamente altas, de casi 300 °C. A continuación, este líquido térmico se hace circular por agua a través de tuberías que luego crean vapor. Ese vapor se utiliza para hacer girar las turbinas de los generadores eléctricos para producir la electricidad que luego ingresará a la red eléctrica circundante. [1]
Almacenamiento
Uno de los problemas más complejos de cualquier forma de energía renovable es el almacenamiento de energía. Con un sistema de energía solar, por ejemplo, una vez que se pone el sol, ya no se puede producir electricidad. Sin embargo, si se dispone de un medio de almacenamiento térmico, como la sal fundida, el calor se puede almacenar durante horas después de la puesta del sol. En la actualidad, la planta de torre de energía solar PS10 almacena el calor en tanques en forma de vapor, lo que sólo proporciona un tiempo de almacenamiento de aproximadamente una hora. Los proyectos futuros, como la torre de energía Solar Tres en Andalucía, España, ahora almacenan el calor en tanques de almacenamiento de sales fundidas, como nitrato de sodio y potasio. Se han probado diversos fluidos para el transporte y almacenamiento del calor del sol, incluidos agua, aire, aceite y sodio, pero se determinó que la sal fundida es la más eficiente. La sal fundida generalmente se compone de un 60% de nitrato de sodio y un 40% de nitrato de potasio, que también se puede denominar salitre. Esta sal tiene un punto de fusión de 220 °C o 430 °F y se mantiene líquida a 290 °C o 550 °F. La sal fundida es un material ideal para el almacenamiento en sistemas de torres de energía solar porque es eficiente y económica. El beneficio de tener este tipo de sistema de almacenamiento de calor a largo plazo es que incluso con una energía renovable intermitente como la solar, se puede suministrar energía a la red de forma constante.
Ventajas
- Proporciona grandes cantidades de electricidad diariamente.
- Se puede producir energía de forma constante y suministrarla a la red.
- Energía limpia para uso comercial
Desventajas
- Ocupa mucho terreno
- La tecnología solar sigue siendo muy cara
- Mantenimiento diario
Proyectos anteriores
Solar Uno
La primera planta de torre de CSP fue Solar One con una capacidad de energía de 10 MW. [1] La planta estaba ubicada en el desierto de Mojave, California, cerca de la ciudad de Barstow. [1] El propósito de este proyecto de energía solar era mostrar el potencial de una planta de torre de energía solar a gran escala. Solar One produjo con éxito más de 38 millones de KWh de electricidad en los 6 años que estuvo en funcionamiento, entre 1982 y 1988. [5]
Solar Dos
Después de que Solar One dejara de operar, en 1995 la planta fue renovada y reabierta utilizando nueva tecnología para aumentar la eficiencia de su sistema de almacenamiento. [6] Así nació Solar Two. La planta Solar Two utilizó un sistema de almacenamiento de energía de sal fundida que todavía se utiliza para los proyectos actuales de torres de energía solar. [7] Las plantas de demostración Solar One y Two tuvieron mucho éxito al alentar a los países de todo el mundo a buscar y mejorar la tecnología de las plantas de torres de energía solar.
Proyectos actuales
Planta Solar 10
Planta Solar 10 es el primer sistema de CSP que produce energía conectada a la red para uso comercial. La PS10 se completó en 2008 y fue fabricada por Abengoa. El sistema utiliza 624 helióstatos de vidrio y metal de 120 m2 en una superficie de 75.000 m2 con una capacidad neta de turbina de 11 MW. Con estos 11 MW, la PS10 puede generar suficiente energía para abastecer a unos 5.500 hogares españoles al día. [1]
Planta Solar 20
Planta Solar 20 es la planta hermana de la PS10 con avances tecnológicos. Este sistema utiliza un receptor solar más eficiente en la torre y almacenamiento de sales fundidas. La PS20 tiene una capacidad energética de 20 MW y es capaz de abastecer a más de 10.000 hogares españoles al día. El campo alberga 1.255 helióstatos, cada uno con una superficie de 120 m 2 , la misma que la PS10 [11] [1]
Torre Solar Sierra
El proyecto Sierra SunTower es una torre de energía solar que opera en Lancaster, California. Es la única planta en funcionamiento en Norteamérica y ocupa alrededor de 20 acres u 80.000 m2 en el desierto de Mojave. [8] Este sistema consta de 24.360 heliostatos de 1,136 m2 , lo que le da una capacidad de energía neta de 5,0 MW. [9] Sierra fue completada en 2009 por eSolar y está vendiendo su electricidad a Southern California Edison. [10]
Proyectos futuros
Gemasolar
Esta planta de 17 MW está ubicada en Andalucía, Sevilla, España. Tiene un diseño ligeramente diferente de la PS10 y PS20, ya que es una torre central y utiliza un sistema de almacenamiento de sales fundidas. El tanque de almacenamiento de 500 °C proporciona 15 horas de generación de electricidad sin luz solar. Esta planta tiene 2.500 helióstatos en un área de 1,85 km2 . Cuando esté terminado, este sistema producirá 110 GWh/año para abastecer a más de 25.000 hogares españoles. Gemasolar está en construcción actualmente y debería estar lista para fines de 2010.
Tres solares
Solar Tres es también un proyecto de Abengoa en el sur de España. Este proyecto ha recibido recientemente una subvención de cinco millones de euros de la Comisión Europea. El diseño es similar al de la planta Solar Two en el sentido de que utiliza tecnología de almacenamiento en sales fundidas, pero será tres veces más grande que la Solar Two y producirá 6.000 MWh al día. Hay un campo de 2.500 heliostatos de vidrio y metal de 96 m2 cada uno. El tanque de almacenamiento de sales fundidas tiene una capacidad de 6.250 T, lo que crea 16 horas de generación de energía adicional.
Proyectos relacionados
Lectura adicional
Miyares, Dave. "Los proyectos de energía solar concentrada reciben 62 millones de dólares del Departamento de Energía". Solar Power Engineering. 12 de junio de 2010 [12]
Departamento de Energía de EE. UU.: Noticias sobre eficiencia energética y energía renovable [13]
Referencias
- ↑Saltar a:1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 Robles, Pedro. "Torre PS20". AbengoaSolar. 12 de junio de 2010. [1]
- ↑ Richter, Dr. Cristoph. "Tecnología CSP". SolarPACES. 12 de junio de 2010. [2]
- ↑ Arvizu, Dan. "Concentración de energía solar". Laboratorio Nacional de Energías Renovables. 12 de junio de 2010 [3]
- ↑ Arvizu, Dan. "Concentración de energía solar". Laboratorio Nacional de Energías Renovables. 12 de junio de 2010 [4]
- ↑ Departamento de Energía de Estados Unidos. “Las torres de energía solar ofrecen soluciones energéticas”. Planta piloto de aislamiento de residuos. 12 de junio de 2010. [5]
- ↑ Departamento de Energía de Estados Unidos. «Las torres de energía solar ofrecen soluciones energéticas». Planta piloto de aislamiento de residuos. 12 de junio de 2010. [6]
- ↑ Departamento de Energía de Estados Unidos. «Las torres de energía solar ofrecen soluciones energéticas». Planta piloto de aislamiento de residuos. 12 de junio de 2010. [7]
- ↑ Arvizu, Dan. "Proyectos de energía solar concentrada". Laboratorio Nacional de Energías Renovables. 12 de junio de 2010 [8]
- ↑ Arvizu, Dan. "Proyectos de energía solar concentrada". Laboratorio Nacional de Energías Renovables. 12 de junio de 2010 [9]
- ↑ Arvizu, Dan. "Proyectos de energía solar concentrada". Laboratorio Nacional de Energías Renovables. 12 de junio de 2010 [10]
