Cálculo, diseño y análisis de una central termosolar de colectores cilíndrico-parabólicos operando con sales fundidas

摘要

Desde el inicio de los tiempos el Sol ha sido centro de la vida humana y el cual ha sido la base para proporcionar los recursos necesarios para la supervivencia de todas las especies del planeta. Los antiguos se valían de esta fuente de energía para sus tareas cotidianas. Sin embargo, su existencia parece que ha pasado desapercibida a lo de estos últimos siglos, donde los grandes avances de la tecnología han hecho que aparecieran otras formas de energía más rentables y eficientes que la energía solar, pero no por ello más beneficiosas para el medio ambiente. Últimamente la opinión pública se está dando cuenta de la necesidad de cambiar de modelo y comenzar a construir un mundo sostenible que dejar como legado a futuras generaciones. Para ello es preciso volver a hacer uso de las formas de energía más primarias como lo es la energía solar. El presente proyecto intenta ayudar a conseguir este cambio analizando los procesos de transferencia de calor que ocurren en la obtención de electricidad a partir de la radiación solar mediante el uso de colectores cilíndrico-parabólicos. Para este cometido se desarrolla un método de cálculo novedoso que utiliza una temperatura equivalente exterior que incluye el efecto de la radiación solar y que implementado en herramientas informáticas permite diseñar instalaciones destinadas a este fin. El fluido de trabajo escogido para el diseño es diferente a los comúnmente utilizados en las centrales solares con esta tecnología, como es una sal fundida similar a la usada en las centrales de receptor central. De esta forma se analiza su impacto y adaptación en forma de mayor temperatura de operación en los colectores de canales parabólicos para varias capacidades de almacenamiento. El diseño se lleva a cabo en la zona sur de España debido a su excelente recurso solar. Los resultados muestran un comportamiento lineal de la temperatura con la distancia, eligiéndose un valor de 500 ºC como temperatura de salida del campo solar. La potencia eléctrica de la central se fija en 49, 99 MW, obteniéndose una energía generada de entre 130 y 212 GWh/año en función de diferentes capacidades de almacenamiento. El rendimiento global que se obtiene es de 15,2%, con un coste de generación de 0,25 a 0,30 €/kWh. _______________________________________________________________________________________________________________________