Centrais eléctricas de enerxía solar concentrada

Centrais eléctricas de enerxía solar concentrada

Empregan espejos ou lentes para concentrar a luz solar nun receptor que aquece un fluido, movendo unha turbina ou motor para xerar electricidade.

Unha central eléctrica de enerxía solar concentrada é un sistema CSP a gran escala que emprega espejos ou lentes para concentrar a luz solar nun receptor que aquece un fluido que move unha turbina ou motor para xerar electricidade. Unha central eléctrica de enerxía solar concentrada consta de varios compoñentes, como:

•   Coletores:Son dispositivos que reflicten ou refractan a luz solar nun receptor. Os colectores poden clasificarse en catro tipos: parábolas tróxicas, platos parabólicos, reflectores Fresnel lineares e receptores centrais. As parábolas tróxicas son espejos curvos que concentran a luz solar nun tubo receptor linear que corre ao longo da súa liña focal. Os platos parabólicos son espejos cóncavos que concentran a luz solar nun receptor puntual no seu punto focal. Os reflectores Fresnel lineares son espejos planos que reflicten a luz solar nun tubo receptor linear por riba deles. Os receptores centrais son torres rodeadas por unha matriz de espejos planos chamados helióstatos que reflicten a luz solar nun receptor puntual na súa parte superior.

• Receptores:  Estes son dispositivos que absorben a luz solar concentrada e a transfiren a un fluido de transferencia de calor (HTF). Os receptores poden clasificarse en dous tipos: receptores externos e receptores internos. Os receptores externos están expostos á atmosfera e teñen altas perdas de calor debido á convección e radiación. Os receptores internos están encerrados nunha cámara de vacío e teñen baixas perdas de calor debido á isolación e evacuación.

• Fluidos de transferencia de calor: Son fluidos que circulan a través dos receptores e transportan o calor desde os coletores ata o bloque de potencia. Os fluidos de transferencia de calor poden clasificarse en dous tipos: fluidos térmicos e sales fundidas. Os fluidos térmicos son líquidos orgánicos como óleos sintéticos ou hidrocarburos que teñen puntos de ebullición altos e puntos de conxelación baixos. As sales fundidas son composto inorgánicos como nitrato de sodio ou nitrato de potasio que teñen unha capacidade de calor alta e unha presión de vapor baixa.

• Bloque de potencia: É onde se xera electricidade a partir do calor utilizando unha turbina ou motor acoplado a un xerador. O bloque de potencia pode clasificarse en dous tipos: ciclo de vapor e ciclo Brayton. O ciclo de vapor utiliza auga como HTF e produce vapor que move unha turbina de vapor conectada a un xerador eléctrico. O ciclo Brayton utiliza aire como HTF e produce aire quente que move unha turbina de gas conectada a un xerador eléctrico.

• Sistema de almacenamento: É onde se almacena o calor excedente para uso posterior cando non hai luz solar ou cando hai unha alta demanda de carga. Os sistemas de almacenamento poden clasificarse en dous tipos: almacenamento de calor sensible e almacenamento de calor latente. O almacenamento de calor sensible utiliza materiais como rochas, auga ou sales fundidas que almacenan calor aumentando a súa temperatura sen cambiar a súa fase. O almacenamento de calor latente utiliza materiais como materiais de cambio de fase (PCMs) ou materiais termoquímicos (TCMs) que almacenan calor cambiando a súa fase ou estado químico sen cambiar a súa temperatura.

  
  

A disposición dunha central eléctrica de enerxía solar concentrada depende de varios factores, como as condicións do terreo, o tamaño do sistema, os obxectivos de deseño e os requisitos da rede. No entanto, unha disposición típica consta de tres partes principais: campo de recolexo, bloque de potencia e sistema de almacenamento.

O campo de recolexo inclúe os coletores, os receptores e os HTFs que recollen e transportan calor da luz solar.O bloque de potencia inclúe as turbinas, motores,xeradores e outro equipamento que converte o calor en electricidade.O sistema de almacenamento inclúe tanques, vasos e outros dispositivos que almacenan calor para uso posterior.

A operación dunha central eléctrica de enerxía solar concentrada depende de varios factores, como as condicións meteorolóxicas, a demanda de carga e o estado da rede. No entanto, unha operación típica consta de tres modos principais: modo de carga, modo de descarga e modo de conexión á rede.

O modo de carga ocorre cando hai exceso de luz solar e baixa demanda de carga. Neste modo, os coletores concentran a luz solar nos receptores que aquecen o HTF. O HTF entón fluye ao bloque de potencia ou ao sistema de almacenamento, dependendo da configuración do sistema e da estratexia de control.

O modo de descarga ocorre cando non hai luz solar ou cando hai alta demanda de carga. Neste modo, o HTF fluye do sistema de almacenamento ao bloque de potencia, onde xera vapor ou aire quente que move a turbina ou o motor para xerar electricidade.

O modo de conexión á rede ocorre cando hai dispoñibilidade da rede e tarifas favorables. Neste modo, a electricidade xerada polo bloque de potencia pode ser alimentada á rede a través dun transformador e un interruptor. O modo de conexión á rede tamén pode ocorrer cando hai un corte de corrente, e é necesaria enerxía de apoio. Neste modo, a electricidade xerada polo bloque de potencia pode ser utilizada polas cargas a través dun inversor e un interruptor.