Centrales eléctricas solares termales de torre

En las centrales eléctricas termales solares de torre, centenares o incluso millares de grandes espejos con sistemas de seguimiento de dos ejes se instalan alrededor de una torre. Estos espejos levemente curvados también son llamados heliostatos; un computador calcula la posición ideal para cada uno de éstos espejos, y un mecanismo impulsado por un motor lo orienta hacia el sol. El sistema debe ser muy exacto para asegurar que la luz del sol esté realmente centrada en la punta de la torre. Es allí donde está localizado el receptor, el cual se calienta hasta temperaturas de 1000°C o más. El aire caliente o sal fundida transporta el calor desde el receptor a un generador del vapor; donde se produce vapor de agua sobrecalentado, el cual acciona una turbina y un generador eléctrico, al igual que en el caso de las centrales eléctricas de canal.

Receptor volumétrico abierto

El primer tipo de torre solar que veremos utiliza el concepto de receptor volumétrico abierto. En este, un soplador transporta el aire del ambiente a través del receptor, el cual es calentado por la luz del sol reflejada. El receptor esta compuesto por una malla de alambre, materiales cerámicos o metálicos creando una estructura en forma de panal, la cual es atravesada por aire que se calienta hasta temperaturas entre los 650°C y 850°C. En la parte delantera, el aire frío entrante refresca la superficie del receptor. Por lo tanto, la estructura volumétrica produce las temperaturas más altas dentro del receptor, reduciendo las pérdidas por radiación térmica en la superficie del receptor. Luego, el aire alcanza la caldera, donde se produce el vapor. Un quemador y un sistema de almacenaje termal pueden garantizar la capacidad en este tipo de central eléctrica solar termal.

Receptor de aire presurizado

El concepto de receptor volumétrico presurizado ofrece nuevas oportunidades a las plantas solares termales de torre. Un compresor presuriza el aire hasta cerca de 15 bar.; una bóveda de cristal transparente cubre el receptor y separa el absorbedor del ambiente. Dentro del receptor presurizado, el aire se calienta a temperaturas de hasta 1100°C, y el aire caliente acciona una turbina de gas. Esta turbina está conectada con un compresor y un generador que produce electricidad. El exceso de calor de la turbina de gas va a una caldera y además impulsa un proceso ciclo de vapor. El proceso combinado de la turbina de gas y de vapor puede alcanzar eficiencias por encima del 50%, mientras que la eficiencia de un ciclo de turbina de vapor simple es de solamente el 35%. Esto permite obtener sistema solares con eficiencias superiores al 20%.