Centrales eléctricas parabólicas de canal

Las centrales eléctricas parabólicas de canal son el tipo de tecnología de central eléctrica solar termal con mayor número de sistemas comerciales operativos.

El colector parabólico de canal consiste en un conjunto de grandes espejos curvados, que concentran la luz del sol en un factor de 80 o más a una línea focal. Los colectores se colocan formando una larga fila de unos 300 a 600 metros, y una a su vez se instalan múltiples filas paralelas formando un campo de colectores solares. Los colectores poseen sistemas de seguimiento de un eje para seguir al sol.

El campo de colectores puede también estar formado de largas filas paralelas de colectores Fresnel. En la línea focal de las parabólicas se encuentra un tubo de absorción metálico, que generalmente se embute dentro de un tubo de cristal al vacío para reducir pérdidas de calor. Además una capa selectiva especial, resistente a altas temperaturas, reduce las pérdidas por radiación de calor.

En estos sistemas, aceite térmico, o algún otro fluido transferencia térmica, atraviesa el tubo de absorción. Este tubo calienta al aceite hasta casi 400°C, y un intercambiador de calor transfiere el calor del aceite termal a un ciclo de generación de vapor (también llamado ciclo Rankine). Una bomba de alimentación pone al agua bajo presión. Luego, un economizador, un vaporizador y un sobrecalentador producen vapor sobrecalentado. Este vapor se expande en una turbina de dos etapas; entre las piezas de alta presión y de baja presión de esta turbina se encuentra un recalentador, que calienta el vapor nuevamente. La turbina conduce a un generador eléctrico que convierte la energía mecánica en energía eléctrica; el condensador detrás de la turbina condensa el vapor de agua nuevamente, lo que cierra el ciclo en la bomba de alimentación.

También es posible producir vapor sobrecalentado directamente usando los colectores solares. Esto hace el aceite térmico innecesario, y también reduce los costos ya que el aceite térmico es relativamente costoso y los intercambiadores de calor ya no son necesarios. Sin embargo, la generación solar directa de vapor se encuentra todavía en su etapa del desarrollo.

Capacidad Garantizada

En contraste con los sistemas fotovoltaicos, las centrales eléctricas termales solares pueden garantizar una cierta capacidad. Durante períodos de mal tiempo o durante la noche, quemadores de combustible fósil paralelos pueden producir el vapor. En estos quemadores paralelos también se pueden quemar combustibles ecológicos tales como biomasa, o hidrógeno producido por energías renovables. Con un almacenaje termal, la central solar térmica puede también generar electricidad incluso durante algunas horas de la noche cuando ya no hay energía solar disponible.

Un sistema de almacenaje ya probado funciona con dos tanques. En este el medio utilizado para el almacenaje del calor a altas temperaturas es sal fundida. El exceso de calor del campo de colectores solares calienta la sal fundida, la que se bombea del tanque frío al tanque caliente. Si el campo de colectores solares no puede producir suficiente calor para conducir la turbina, la sal fundida se bombea del tanque caliente nuevamente al tanque frío, y calentando en el proceso al fluido transferencia térmica.

Eficiencia de las centrales eléctricas parabólicas de canal

La eficiencia de una central eléctrica solar termal es el producto de la eficiencia del colector, la eficiencia del campo y de la eficiencia del ciclo de vapor. La eficiencia del colector depende del ángulo de incidencia de la luz del sol y de la temperatura en el tubo de absorción, y puede alcanzar valores de hasta el 75%. Las pérdidas en el campo son generalmente menores al 10%. En conjunto, las centrales eléctricas solares termales de canal pueden alcanzar eficiencia anuales de cerca del 15%. La eficiencia del ciclo de vapor esta cerca del 35% y tiene la influencia más significativa. Los sistemas con receptores centrales tales como las plantas solares termales de torre pueden alcanzar temperaturas más altas y por lo tanto alcanzar eficiencias más altas.