Tema 04. Plantas termosolares de CCP (1)

PLANTAS TERMICAS CON COLECTORES CILINDRO PARABOLICOS (CCP)

CURSO 2010-2011

I) COMPONENTES DE UNA PLANTA DE CPS

ESQUEMA GENERAL DE PLANTA DE CCP (Convertidor de potencia)

I) COMPONENTES DE UNA PLANTA DE CPS

ESQUEMA GENERAL DE PLANTA DE CCP (Convertidor de potencia)

ESQUEMA GENERAL DE PLANTA DE CCP

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Disposición de los CCP – Parabolic Trough

Los colectores se alinean en largas filas paralelas , interconectadas entre si mediante el sistema de tuberías por las que circula el fluido caloportador ►

Principales beneficios: es una tecnología

madura y preparada para ser instalada a nivel comercial. Las primeras plantas CCP llevan instaladas en EEUU desde principios de los 80. ►

Requerimientos

Las variables que deben ser analizadas a la hora de plantear una instalación son: Tubo receptor - La orografía: Terreno extremadamente llano. - El clima (numero de días de sol y radiación Reflector solar). Red de tuberías campo - Disponibilidad de agua, porque la consumen. solar - Conexión cercana a una subestación eléctrica para poder inyectar a red la energía eléctrica CCP con producida CCP básico almacenamiento (7 horas) ► Ocupación de terreno para plantas de 192 ha 380 ha 100 MW x=1220 m x=1550 m y=1575 m y=2455 m

Balance de energía: comparación con los colectores planos o de tubos de vacío ►

- La eficiencia óptica de estos colectores es siempre inferior a la de los colectores planos o de los colectores evacuados debido a que la forma de la parábola nunca es perfecta y la reflectividad de los espejos es siempre menor que 100% -Las pérdidas térmicas del receptor se reducen considerablemente debido a la pequeña superficie del absorbente -Cuando se opera por encima de los 100 ◦C, los CCP tienen una

eficiencia superior  a la de los colectores planos o de tubos evacuados.

CAMPO DE CAPTADORES

Alimentación central

Movimiento aparente del sol: Seguimiento E-W del reflector

E

W Reflecto r Radiación normal directa

Tubo absorbedor

Sistema de seguimient o

Habitualmente se orientan en dirección N-S, y el reflector gira mirando al este al alba y hacia el oeste a la puesta del sol. La limpieza periódica del concentrador es fundamental para asegurar una adecuada eficiencia del sistema solar El efecto de las nubes es más importante que en colectores planos porque no pueden aprovechar la radiación difusa

Este - oeste

Norte -

Sur

La distribución media de la irradiancia solar sobre el campo de captadores varia con la orientación de las filas y seguimiento del sol.

II) ACOPLAMIENTO PRODUCCIÓNDEMANDA

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Con intercambiador

Esquema de planta

Intercambiado r de calor 

Evaporación súbita: Flashing

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Al entrar el líquido en la cámara a baja presión se vaporiza; parte condensa en la malla: el vapor con más energía sale por la parte superior y el líquido condensado retorna al circuito principal

Esquema de funcionamiento

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Generación directa de vapor

• El vapor se genera en el tubo

receptor  • Problemas de flujo bifasico (L-V) • Necesidad de mejorar la

transferencia de calor al flujo

Plataforma solar de Almeria PSA

III) SUBSISTEMA DE CONTROL

IV) ACONDICIONAMIENTO DE ENERGIA

*** Capacidad Térmica: energía que puede acumular el sistema. Inercia Térmica: ritmo al que se transfiere la energía acumulada

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Almacenamiento de energía

Requerimientos: Alta densidad de energía (J/m3) → Transferencia de energía con el fluido de trabajo (altos coeficientes de transferencia) →Bajas pérdidas térmicas →Reversibilidad del proceso (El material acumulador puede describir varios ciclos carga/descarga sin deterioro) →Fácil control →

Mecanismos de almacenamiento *

* Aceite térmico: elevado punto de ebullición. (resiste elevados cambios en T sin degradación)

Termoclina: Capa delgada de agua colocada entre la parte superficial más cálida y la más fría del fondo. Se caracteriza por el rápido cambio de la temperatura en la dirección vertical

AGUA CALIENTE CON ELEVADOS CONSUMOS Ejemplo: Correccional Federal, Phoenix, Arizona (1999)

REFRIGERACIÓN

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Desecan el aire para luego poder enfriarlo por humidificación

PRODUCCIÓN DE VAPOR PARA PROCESOS INDUSTRIALES

PROCESOS INDUSTRIALES (T<250ºC)

PRODUCCIÓN DE ELECTRICIDAD

Vista aérea de las plantas SEGS construidas en la década de los 80 en el Desierto de Mojave, cerca de Barstow (california), por la compañía israelí