18/09/2015 - Fluidos caloportadores más eficientes en las tecnologías termosolares de concentración

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En las tecnologías termosolares de concentración, los fluidos que se calientan mediante energía solar y que transportan el calor sirven, entre otras aplicaciones, para la producción de electricidad y son por tanto componentes importantes en el funcionamiento de esta tecnología.

Es fundamental conseguir un fluido caloportador de bajo coste y alto rendimiento, para optimizar los sistemas de energía solar de concentración. Ésta es una de las líneas de investigación que se siguen en la Plataforma Solar de Almería, PSA-CIEMAT. 

El fluido idóneo tendría que tener las siguientes características:  punto de fusión bajo, punto de ebullición alto, estabilidad térmica, baja presión de vapor a altas temperaturas, baja corrosión con aleaciones metálicas, mínima viscosidad, alta conductividad térmica y, por supuesto, alta capacidad calorífica para almacenamiento de energía. Normalmente, se recurre a aceite o vapor como fluidos caloportadores en los sistemas comerciales de concentración solar, pero sus propiedades limitan la producción del sistema; actualmente, se están estudiando fluidos alternativos que permitan evitar las limitaciones que suponen aceite y vapor.

Por una parte, se están desarrollando nuevos diseños de receptores, como los ciclos Brayton de lazo cerrado con dióxido de carbono supercrítico (s-CO2), que puede calentarse directamente en receptores tubulares capaces de soportar altas presiones y temperaturas de fluido, aunque, debido a restricciones tecnológicas y a las condiciones de operación, no es conveniente emplear el s-CO2 en tecnologías de media concentración (cilindroparabólicos). Sin embargo, dichas limitaciones no existen en las tecnologías de receptor central, por lo que, principalmente, se está estudiando la implementación de dicho fluido en los sistemas de torre.

Resultados Proyecto AlcConES

Así, en proyectos como AlcConES (ALmaCenamiento y CONversión de la Energía Solar térmica de concentración, financiado por la Comunidad de Madrid y cofinanciado por el Fondo Social Europeo), coordinado por el Dr. Manuel Romero, de la Fundación IMDEA Energía, participa el CIEMAT estudiando la viabilidad del s-CO2 en comparación con las sales fundidas como fluido de transferencia de calor en un receptor tubular de torre. Se ha empleado para ello un modelo de simulación desarrollado mediante fluidodinámica computacional. 

Perfil de temperatura del s-CO2 para temperatura de entrada de 800 K (Fuente: CIEMAT)

Los resultados iniciales obtenidos indican un 75% más de calor ganado por el s-CO2, con un rango de presión de trabajo entre 7,5 MPa y 9,7 MPa para el módulo central del receptor, lo que le hace ser considerado como una posible alternativa a los fluidos utilizados hasta el presente.

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Sala de prensa | CIEMAT

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