Una central tèrmica solar o central termosolar és una instal·lació industrial que es basa a concentrar la radiació solar per transformar-la en energia elèctrica.
Aquests tipus de centrals tenen el mateix principi de funcionament que les centrals tèrmiques convencionals, però amb la diferència que la font de calor no són combustibles fòssils sinó que s'utilitza energia solar.
L'energia solar és una font d'energia renovable, per tant, és una alternativa a l'emissió de gasos hivernacles de les centrals tèrmiques convencionals.
Com funciona una central tèrmica solar?
El funcionament de les centrals termosolars es basa en lobtenció de calor de la radiació solar i transferir-la a un mitjà portador de calor que generalment és aigua.
Per aconseguir elevar la temperatura de laigua als alts nivells desitjats sha de concentrar la màxima radiació solar en un punt. D'aquesta manera, es poden obtenir temperatures de 300ºC a 1000ºC que servirà per generar vapor. Com més gran sigui la temperatura més gran serà el rendiment termodinàmic de la central solar tèrmica.
L'acumulació d'energia tèrmica es fa servir per produir vapor que pugui accionar les turbines de vapor. Amb el moviment de les turbines es transfereix energia mecànica als generadors elèctrics per generar electricitat.
Sistemes de concentració d'energia solar
La captació i concentració dels raigs solars es fan per mitjà de miralls amb orientació automàtica que apunten a una torre central on s'escalfa el fluid. Algunes centrals termosolars utilitzen mecanismes més petits de geometria parabòlica com poden ser els col·lectors cilindre parabòlics.
El conjunt de la superfície reflectora i el dispositiu d'orientació s'anomena heliòstat.
Cicles termodinàmics
Hi ha diversos fluxos i cicles termodinàmics utilitzats en les configuracions experimentals.
Els cicles utilitzats van des del cicle Rankine (utilitzat en centrals nuclears, centrals tèrmiques de carbó) fins al cicle Brayton (centrals de gas natural).
També s'han fet moltes altres varietats com el motor de Stirling. Els cicles més utilitzats són els que combinen lenergia termosolar amb el gas natural.
Quina és leficiència duna central termoelèctrica?
L'eficiència d'un sistema de concentració d'energia solar dependrà dels factors següents:
La tecnologia utilitzada per convertir lenergia solar en energia elèctrica.
La temperatura de funcionament del receptor de calor.
Les pèrdues tèrmiques al sistema.
La presència o absència daltres pèrdues del sistema
A més de leficiència de conversió, el sistema òptic que concentra la llum solar també afegeix pèrdues addicionals.
L'eficiència de conversió màxima per als sistemes de tipus torre d'energia, que funcionen a temperatures de 250-565 graus Celsius, és del 23-35%. Amb una turbina de cicle combinat leficiència és superior.
L'eficiència dels sistemes Dish Stirling, que operen a temperatures de 550-750 graus Celsius (277-477 graus Kelvin), ofereixen una eficiència al voltant del 30%.
A causa de la variació en la incidència del sol durant el dia, l'eficiència de conversió mitjana assolida no és igual a aquestes eficiències màximes. Les eficiències netes anuals denergia solar a electricitat són del 7-20% per als sistemes pilot de torres denergia, i 12-25% per a sistemes de plats Stirling.
Quins efectes mediambientals provoquen les centrals solars tèrmiques?
Generar energia elèctrica a través d'una central tèrmica solar tenen una sèrie d'efectes ambientals, particularment a:
L'ús elevat de l'aigua.
Les grans superfícies ocupades.
Lús de materials perillosos.
Efectes sobre les aus.
L'aigua es fa servir generalment per refredar i netejar miralls. Els agents de neteja (àcid clorhídric, àcid sulfúric, àcid nítric, fluorur d'hidrogen, acetona i altres) també s'utilitzen per a la neteja de superfícies de reflectors.
Alguns projectes estan buscant diversos enfocaments per reduir l'ús d'aigua i agents de neteja, inclòs l'ús de barreres, recobriments antiadherents a miralls, sistemes de nebulització d'aigua i altres.
Efectes sobre la vida silvestre i les aus
Els insectes poden ser atrets per la llum brillant causada per la concentració de la radiació solar. El resultat és que les aus que s'alimenten d'insectes s'hi acosten i es poden cremar si volen a prop del punt on s'enfoca la llum.
Aquesta problemàtica també afecta les aus rapinyaires que cacen les aus.
