Tema 04. Plantas termosolares de CCP (1)

8/7/2019 Tema 04. Plantas termosolares de CCP (1)

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PLANTAS TERMICAS CONPLANTAS TERMICAS CON

COLECTORES CILINDROCOLECTORES CILINDROPARABOLICOS (CCP)PARABOLICOS (CCP)

CURSO 2010CURSO 2010--20112011



I) COMPONENTES DE UNA PLANTAI) COMPONENTES DE UNA PLANTADE CPSDE CPS

(Convertidor de potencia)

ESQUEMAESQUEMAGENERAL DEGENERAL DE

PLANTA DE CCPPLANTA DE CCP



ESQUEMA GENERAL DE PLANTA DEESQUEMA GENERAL DE PLANTA DE

CCPCCP



► Disposición de los CCP – Parabolic Trough

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

Tubo receptor

Red de tuberías campo

solar

Reflector

► Principales beneficios: es una tecnologíamadura y preparada para ser instalada a nivelcomercial. Las primeras plantas CCP llevaninstaladas en EEUU desde principios de los 80.

► RequerimientosLas variables que deben ser analizadas a lahora de plantear una instalación son:- La orografía: Terreno extremadamente llano.

- El clima (numero de días de sol y radiaciónsolar).- Disponibilidad de agua, porque la consumen.- Conexión cercana a una subestación eléctrica

para poder inyectar a red la energía eléctricaproducida

► Ocupación de terreno para plantas de100 MW

CCP básicoCCP con

almacenamiento(7 horas)

192 hax=1220 my=1575 m

380 hax=1550 my=2455 m



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

- La eficiencia óptica de estos colectores es siempre inferior a la de loscolectores planos o de los colectores evacuados debido a que la forma dela parábola nunca es perfecta y la reflectividad de los espejos es siempremenor que 100%

-Las pérdidas térmicas del receptor se reducen considerablemente debidoa la pequeña superficie del absorbente

--Cuando se opera por encima de los 100Cuando se opera por encima de los 100 ◦◦C,C, los CCP tienen unalos CCP tienen unaeficiencia superior eficiencia superior a la de los colectores planos o de tubosa la de los colectores planos o de tubos

evacuadosevacuados.



Alimentación central

CAMPO DE CAPTADORESCAMPO DE CAPTADORES



Radiaciónnormal directa

Reflector

Tuboabsorbedor

Sistema deseguimient

o

W E

Movimiento aparente del sol: Seguimiento E-W delreflector

Habitualmente se orientan

en dirección N-S, y elreflector gira mirando aleste al alba y hacia eloeste a la puesta del sol.

La limpieza periódica delconcentrador esfundamental para aseguraruna adecuada eficienciadel sistema solar

El efecto de las nubes esmás importante que en

colectores planos porqueno 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 PRODUCCIII) ACOPLAMIENTO PRODUCCIÓÓNN--DEMANDADEMANDA



Con intercambiadorCon intercambiador



Esquema de plantaEsquema de planta

Intercambiador de calor



EvaporaciEvaporacióón sn súúbita:bita:FlashingFlashing

Al entrar el líquido en la cámara abaja presión se vaporiza; partecondensa en la malla: el vapor conmás energía sale por la partesuperior y el líquido condensadoretorna al circuito principal



Esquema de funcionamientoEsquema de funcionamiento



GeneraciGeneracióón directa de vaporn directa de vapor

• El vapor se genera en el tuboreceptor

• Problemas de flujo bifasico (L-V)

• Necesidad de mejorar latransferencia de calor al flujobifásico



Plataforma solar de Almeria PSA



III) SUBSISTEMA DE CONTROLIII) SUBSISTEMA DE CONTROL



IV) ACONDICIONAMIENTO DE ENERGIAIV) ACONDICIONAMIENTO DE ENERGIA

*** Capacidad Térmica: energía que puede acumular elsistema.

Inercia Térmica: ritmo al que se transfiere la energíaacumulada

Calor latente → Cambio fase Calor sensible→ Cambio

∗∗



Almacenamiento de energAlmacenamiento de energííaa

Requerimientos: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 acumuladorpuede describir varios ciclos carga/descarga sindeterioro)→Fácil control



Mecanismos de almacenamientoMecanismos de almacenamiento

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

PCM: Phase Change Materials: materiales de cambio de fase

**



Termoclina: Capa delgada de agua colocadaentre la parte superficial más cálida y la más fríadel fondo. Se caracteriza por el rápido cambiode la temperatura en la dirección vertical











AGUA CALIENTE CON ELEVADOS CONSUMOS

Ejemplo: Correccional Federal, Phoenix, Arizona (1999)



**Desecan el aire paraluego poder enfriarlopor humidificación

REFRIGERACIÓN



PRODUCCIÓN DE VAPOR PARA PROCESOSINDUSTRIALES



PROCESOS INDUSTRIALES

(T<250ºC)



PRODUCCIPRODUCCIÓÓN DE ELECTRICIDADN DE ELECTRICIDAD

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

LUZ



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