Menu

Instal·lació d'energia solar tèrmica

Planta d'energia solar
termoelèctrica

Central solar tèrmica

Central solar tèrmica

Una central tèrmica solar o central termosolar és una instal·lació industrial en la qual s'aprofita la radiació solar per generar electricitat.

La radiació solar s'utilitza per escalfar un fluid. Amb el fluid calent i gràcies a les lleis de la termodinàmica, es pot generar vapor. Amb el vapor es acciona una turbina de vapor que està connectada a un generador.

Aquests tipus de centrals tenen el mateix principi de funcionament que les centrals tèrmiques o les centrals nuclears. La diferència és la font de calor. A les termosolars la font de calor és el Sol mentre que en les altres són els combustibles fòssils i l'urani respectivament.

Com funciona una central solar tèrmica?

El funcionament d'una central solar tèrmica es basa en l'obtenció de calor de la radiació solar i transferir-la a un mitjà portador de calor. Generalment és aigua.

Per aconseguir elevar la temperatura d'l'aigua als alts nivells desitjats s'ha de concentrar la màxima radiació solar en un punt. D'aquesta manera es poden obtenir temperatures de 300 ºC a 1000ºC. Com més gran sigui la temperatura major serà el rendiment termodinàmic de la central solar tèrmica.

La captació i concentració dels rajos solars es fan per mitjà de miralls amb orientació automàtica que apunten a una torre central on s'escalfa el fluid, o amb mecanismes més petits de geometria parabòlica. El conjunt de la superfície reflectant i el seu dispositiu d'orientació es denomina heliostato.

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'ha realitzat moltes altres varietats com el motor de Stirling. Els cicles més utilitzats són els que combinen l'energia termosolar amb el gas natural.

Quina és l'eficiència d'una central termoelèctrica?

L'eficiència d'un sistema de concentració d'energia solar dependrà dels següents factors:

  • La tecnologia utilitzada per a convertir l'energia solar en energia elèctrica.
  • La temperatura de funcionament de l'receptor i el rebuig de calor.
  • Les pèrdues tèrmiques en el sistema
  • La presència o absència d'altres pèrdues de sistema

A més de l'eficiència de conversió, el sistema òptic que concentra la llum solar també afegirà pèrdues addicionals.

Els sistemes de el món real afirmen una eficiència de conversió màxima de l'23-35% per als sistemes de tipus "torre d'energia", que funcionen a temperatures de 250-565 graus Celsius. Amb una turbina de cicle combinat l'eficiència és superior.

Els sistemes Dish Stirling, que operen a temperatures de 550-750 graus Celsius (277-477 graus kelvin), afirmen una eficiència d'aproximadament 30%.

A causa de la variació en la incidència de el sol durant el dia, l'eficiència de conversió mitjana aconseguida no és igual a aquestes eficiències màximes. Les eficiències netes anuals d'energia solar a electricitat són de l'7-20% per als sistemes pilot de torres d'energia, i 12- 25% per a sistemes de plats Stirling a escala de demostració.

Quins efectes mediambientals provoquen les centrals solars tèrmiques?

Les centrals solars tèrmiques tenen un seguit d'efectes ambientals, particularment en:

  • L'elevat ús de l'aigua.
  • Les grans superfícies ocupades.
  • L'ús 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 semiconductors.

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 tecnologia solar concentrada, i com a resultat, les aus que els cacen poden ser cremes si volen prop del punt on s'enfoca la llum.

Això també pot afectar les aus rapinyaires que cacen les aus.

Autor:

Data de publicació: 22 de juny de 2017
Última revisió: 11 de abril de 2020