http://www.instalacionenergiasolar.com/placas-solares/plantas-de-energia-solar.html

Plantas de energía solar

Aunque muchos proyectos de energía solar se encuentren actualmente en vías de desarrollo, estamos muy cerca de adentrarnos a un mundo en donde los combustibles fósiles dejarán de existir.

La planta solar es un hecho en varios países europeos, y esto se debe a que el uso de la energía solar se ha difundido de tal forma que se estima que en poco tiempo, al menos el 40% de los hogares del viejo continente tendrán placas o paneles solares. Para entender mejor el concepto de planta solar es necesario que recalquemos en qué consisten y cómo funcionan; estos edificios poseen estructuras especialmente diseñadas para captar la energía solar durante el día y así abastecer a las distintas instalaciones cuando oscurece. No existe una única planta solar ya que también encontramos aquellas de tipo termoeléctrica que se encarga de distribuir energía comercial a sus alrededores.

Características de una planta de energia solar

Una planta de energía solar cuenta con un funcionamiento sencillo, la misma, en sus instalaciones posee un mecanismo que busca calentar agua con energía solar y luego pasar el vapor de agua por una turbina de manera que produzca energía eléctrica. La mayoría de estas plantas solares han adoptado un sistema muy particular, el de la creación de un campo de espejos, los cuales mediante motores siempre reflejan el sol hacia una abertura en una torre; cuentan con una superficie de 55 hectáreas en donde 624 helioestatos de 120 metros cuadrados reflejan el sol. La altura de dicha torre puede variar pero habitualmente ésta es de 115 metros y posee una ventana en la parte superior de unos 100 metros cuadrados; la radiación solar pasa primero por la ventana para luego ser reflejada por el campo de helióstatos. El interior de una planta solar está revestido de refractarios sobre el que encontraremos el circuito de agua que se calienta debido a la radiación; esta agua recalentada se convertirá luego en vapor para atravesar un sistema de turbinas y generar electricidad.

Solar Photovoltaic Tester

Esta planta solar es un ejemplo de los múltiples proyectos que se están llevando a cabo en este campo, se estima que en 2013 esta planta genere 300 Mw y sea capaz de abastecer a 180,000 hogares evitando la emisión de no menos de 600,000 toneladas de CO2. Se están estudiando actualmente otras variantes para complementar esta posibilidad, en un futuro se

generará electricidad mediante tecnologías como: campos parabólicos, cilíndricos dish Stirling y plantas fotovoltaicas; esta última está en funcionamiento en algunas regiones españolas.

Tiene una potencia de 1,2 Mw y sus paneles una superficie de 100 metros cuadrados completamente automatizados para seguir el sol. Las empresas que comercializan este tipo

de energía calculan que el precio del Kwh irá disminuyendo cuando el sistema se haya expandido lo suficiente.

Planta de concentración solar

Como dijimos previamente, la planta solar no es única, encontramos actualmente un tipo de planta que, aunque se encuentre en fase de desarrollo, algunos expertos aseguran que será una de las fuentes de energías renovables más importantes del planeta, nos referimos a la planta de concentración de energía solar.

Su instalación típica se basa en paneles solares colocados en un tejado los cuales son capaces de generar 400 kilovatios, pero si hacemos su envergadura un poco más amplia podremos obtener unos 11,000 Kw. De acuerdo con el diario The Wall Street Journal, España es la nación que lleva la delantera con su sistema de incentivos para duplicar la electricidad generada por fuentes de energía renovables; gracias a dichos incentivos son muchas las familias que se ahorran dinero en costos energéticos mientras que, paralelamente, la contaminación disminuye. El objetivo final de quienes impulsaron esta idea de planta de

concentración solar, es llegar a los 302 Kw y obtener los permisos necesarios para construir muchas más en le resto de España.

El proyecto de fomentar la edificación de plantas solares conlleva a una inversión de 1,200 millones de euros pero los resultados serán muy favorables, cada planta solar podrá abastecer a unos 180,000 hogares. Esta alternativa está siendo estudiada todavía pero las expectativas son muy buenas, en muy poco tiempo, la energía solar será la fuente elegida por excelencia.

Para la producción de energía eléctrica, las plantas de energía solares utilizan los rayos del sol, hoy en día las instalaciones fotovoltaicas y solares térmicas son las tecnologías más utilizadas.

Hay dos tipos de plantas de energía solar. Se diferencian en función de cómo la energía del sol es convertida en electricidad, ya sea a través de celulas fotovoltaica, o a través de las centrales solares térmicas.

Las instalaciones fotovoltaicas

Formadas con paneles solares fotovoltaicos que absorben la luz solar y atreves de celdas fotovoltaicas la transforman en energía.

Las centrales solares térmicas

Una planta de energía solar térmica genera calor y electricidad mediante la concentración de la energía del sol. Con lo que se genera vapor que sirve para alimentar una turbina y un generador, logrando así producir electricidad.

Hay tres tipos de plantas solares termoeléctricas:

• Los colectores cilindro parabólicos.- es el tipo más común de planta de energía solar térmica, por lo general contiene muchas filas paralelas de colectores solares cilindro-parabólicos.

• torre de energía solar.- Este sistema utiliza cientos de miles de planos de seguimiento solar espejos llamados helióstatos que reflejan y concentran la energía solar en una torre de receptor central.

• Solar del estanque.- En un estanque de agua salada se recoge y almacena la energía solar térmica, se utiliza la tecnología de la salinidad de gradiente.

http://www.suministrosolar.com/comofunciona

Funcionamiento de la Energia Solar

Existen dos maneras de usar la energía solar, como fuente calorífica para sistemas térmicos solares y como fuente de electricidad para sistemas solares fotovoltaicos.

La luz del sol es captada por paneles solares para convertirla en electricidad. Estos paneles están constituidos por conjuntos de células o celdas solares que son las encargadas de convertir la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica (electrones).

Las están conectadas células entre sí como un circuito en serie para poder incrementar la tensión de salida de la electricidad.

También un conjunto de redes de circuito paralelo se conectan para aumentar la capacidad de producción eléctrica que podrá proporcionar el panel.

El tipo de corriente eléctrica que se genera por los paneles solares es corriente continua, por este motivo se usa un inversor o convertidor de potencia para transformar la corriente continua en corriente alterna, que es la que se utiliza en las casas, industria y comercios.

Las células solares trabajan de esta manera: los fotones, provenientes de la radiación solar, llegan a la superficie de la célula y allí son absorbidos por materiales semiconductores, por ejemplo el

silicio. Los fotones impactan a los electrones liberándolos de los átomos a los que pertenecían. De esta forma los electrones inician un proceso donde circulan por el material, y producen la electricidad.

En la actualidad las células solares están hechas a base de silicio, material semiconductor muy abundante en el planeta, pero también difícil de extraer y sintetizar, es por este motivo que lo paneles solares son todavía algo caros y difíciles de manejar.

Se experimenta al utilizar diversos materiales en la fabricación de células solares como el cobre, galio, indio y selenio y germanio.

Donde el germanio ha mostrado tener mayor eficiencia pero con costo muy elevado.

Numerosos investigadores están canalizando sus esfuerzos en las llamadas células solares orgánicas, estas son células que están fabricadas con base en polímeros orgánicos, como ciertos tipos de plástico, que tiene las mismas propiedades de conducción que el silicio pero que pueden ser impresos o adheridos sobre casi cualquier tipo de material.

Los paneles solares compuestos por células orgánicas son más económicos de en costo, menos pesados y más fáciles de instalar, aunque presentan el inconveniente de tener aun una muy baja eficiencia.

Panales solares orgánicos ultradelgados

La utilización de polímeros puede ser de gran ayuda en el ahorro de energía y captacion de energía solar.

Un polímero es una macromoléculas, es decir una molécula más grande de lo normal, son de esta manera porque están conformados por la unión de miles de pequeñas moléculas llamadas monómeros. La mayoría de los polímeros son orgánicos, por ejemplo la seda, el algodón y la lana.

La ventaja de los paneles orgánicos es que permiten precindir de la utilizacion del silicio que es mas costoso, dificil de conseguir y de sintetizar.

El inconveniente de los paneles orgánicos es que aun cuentan con muy poca eficiencia, es reducida la electricidad que generan de acuerdo a la energía que reciben del sol.

Los paneles fotovoltaicos tienen una eficiencia de 40%. Los paneles de polímeros apenas alcanzan un 5% de eficiencia.

Los paneles solares a partir de polímeros tienen a favor que pueden ser adheridos como una capa ultradelgada de dos polímeros semiconductores sobre cualquier superficie plástica.

http://html.rincondelvago.com/centrales-solares_1.html

UNIVERSIDAD MARISTA

PLANTAS TÉRMICAS

CENTRALES SOLARES

ÍNDICE:

1. - Introducción.

2. - Esquema de Funcionamiento.

3. - Partes principales de la central. Funcionamiento.

4. - Ventajas e inconvenientes de la central.

5. - Comparación de los diferentes sistemas de aprovechamiento de la energía solar.

6. - Ejemplo: Plataforma Solar de Almería, España

7. - Bibliografía.

1. - INTRODUCCIÓN:

La energía solar se aprovecha mediante dos vías: la térmica y la fotovoltaica. La térmica transforma la energía procedente del sol en energía calorífica. La fotovoltaica convierte directamente la energía solar en energía eléctrica mediante el efecto fotovoltaico. Por otra parte existen también unas centrales de tipo eólico solar.

Los sistemas solares basados en la vía térmica que se utilizan para la producción de electricidad más importantes, son los llamados de alta temperatura. Las centrales de este tipo más extendidas son las centrales termoeléctricas de receptor central. Estas constan de una amplia superficie de helióstatos, es decir de grandes espejos sostenidos por soportes, que reflejan la radiación solar y la concentran en un pequeño punto receptor, que habitualmente está instalado en una torre. Los haces del sol son concentrados y reflejados sobre la caldera que se encuentran en la torre, en ella el aporte calorífico de la radiación solar es absorbido por un fluido térmico (agua, aire, sales fundidas.) que es conducido a través de un circuito primario hacia un generador de vapor, en él intercambia calor y vaporiza a un segundo fluido que circula por un circuito secundario (agua), que es quién acciona los álabes del grupo turbina-alternador para generar energía eléctrica. El fluido del circuito secundario es posteriormente condensado para repetir el ciclo. El fluido del circuito primario, vuelve a la caldera y repite también el ciclo.

El helióstato se va moviendo siguiendo la orden de un ordenador central para que en todo momento se encentre en la posición idónea para captar la radiación solar.

Entre las instalaciones solares a alta temperatura cabe citar también a las centrales solares en discos parabólicos. En él la figura geométrica de las superficies reflectantes es la de un paraboloide de revolución.

En los sistemas solares la luz solar transporta energía en forma de un flujo de fotones, cuando éstos inciden en determinado tipo de materias (semiconductores) y bajo ciertas condiciones se convierte la energía luminosa en eléctrica. La explotación a un cierto nivel comercial de este tipo de sistemas, está comenzando ha realizarse actualmente.

En cuanto al funcionamiento de las centrales eólico-solares es como sigue: la radiación solar incide sobre una cubierta que calienta el aire contenido en su interior mediante el efecto invernadero. El aire caliente pesa menos que el frío y tiende a subir, canalizado convenientemente se dirige hacia una chimenea de conducción, en el interior de esta hay alojada una turbina que está asociada a un generador de corriente eléctrica.

La energía solar es, probablemente, la más conocida de las energías alternativas a nivel del público en general. La investigación sobre esta fuente de energía fue de las primeras en empezar, y debido a ello existe una gran diversidad de sistemas de aprovechamiento de la misma. Para que las instalaciones sean rentables, es necesario disponer de una zona en la que el Sol ilumine durante la mayor parte del año. Esto hace impracticable el uso de energía solar en los países nórdicos. En cambio, en la zona sur, puede aprovecharse con gran éxito.

ENERGÍA FOTOVOLTAICA

Como su propio nombre indica, este sistema se encarga de convertir la luz del Sol (“foto”) en energía eléctrica (“voltaica”). El nombre se emplea, específicamente, para denominar al sistema que hace esta conversión por medios puramente electrónicos. El componente principal de todos los sistemas de energía fotovoltaica es la célula solar de silicio.

Pero este sistema no es rentable en aplicaciones industriales, ya que los precios de obtención en fábrica son elevados y el rendimiento obtenido de la luz solar no es muy elevado si se le compara con el terreno que ocupa; aproximadamente se produce energía eléctrica por un valor de un 13% de la energía solar recibida.

ENERGÍA POR COLECTOR SOLAR

Las ondas electromagnéticas provenientes del Sol son absorbidas por todas las superficies expuestas a él. Esta energía que reciben los cuerpos se transforma en la mayoría de los casos en calor. Los sistemas de colector solar aprovechan este calor y lo emplean en el calentamiento de un líquido. Se pueden dividir en sistemas sin concentración y sistemas con concentración.

Sistemas con concentración: La luz solar se concentra por medio de lentes o espejos sobre la zona a calentar. Lo que permite obtener rendimientos muy elevados. Estos sistemas son:

Colectores solares de concentración de uno y dos ejes.

Hornos solares de torre central.

Sistemas sin concentración: La zona a calentar se expone directamente al Sol y sin elementos auxiliares, lo que se traduce en un rendimiento inferior, pero también en una mayor facilidad de construcción y menos posibilidades de fallos técnicos. Estos sistemas son:

Colector solar plano convencional.

Colector solar de vacío.

o En este trabajo nos vamos ha centrar en los sistemas con concentración, y en especial en los hornos solares de torre central, utilizado por ejemplo en la Plataforma Solar de Almería.

Hornos solares

Los hornos solares son reflectores parabólicos o lentes construidos con precisión para enfocar la radiación solar en superficies pequeñas y de este modo poder calentar "blancos" a niveles altos de temperatura. El limite de temperatura que puede obtenerse con un horno solar esta determinado por el segundo principio de la termodinámica como la temperatura de la superficie del sol, esto es 6000 ºC, y la consideración de las propiedades ópticas de un sistema de horno limita la temperatura máxima disponible. Se han usado hornos solares para estudios experimentales hasta 3500 ºC y se han publicado temperaturas superiores a 4000 ºC. Las muestras pueden calentarse en atmósferas controladas y en ausencia de campos eléctricos o de otro tipo si así se desea.

El reflector parabólico tiene la propiedad de concentrar en un punto focal los rayos que entran en el reflector paralelamente al eje.

Como el sol comprende un ángulo de 32', aproximadamente, los haces de rayos no son paralelos y la imagen en el foco del receptor tiene una magnitud finita. Como regla empírica, el diámetro de la imagen es aproximadamente la razón de longitud focal/111. La longitud focal determina el tamaño de la imagen y la abertura del reflector la cantidad de energía que pasa por el área focal para una velocidad dada en incidencia de radiación directa. El cociente entre la abertura y la longitud focal es, pues, una medida de flujo de energía disponible en el área focal y con arreglo a este flujo se puede calcular una temperatura de cuerpo negro.

La utilidad de los hornos solares aumenta con el uso de helióstatos, o espejo plano móvil, para llevar la radiación solar al reflector parabólico. Esto permite el montaje estacionario de una parábola de ordinario en posición vertical, con lo cual se pueden colocar aparatos para atmósfera controlada y movimiento de muestras, soportes de blancos, y otros, sin necesidad de mover todo el equipo. El poder de reflexión del helióstato varía de 85 a 95% según su construcción, por lo que resulta para el horno una perdida de flujo del 5 al 15%, y la disminución correspondiente a las temperaturas que se alcanzan. La siguiente tabla muestra algunas propiedades de cuatro hornos solares.

Se construyen hornos solares de hasta 3 metros de diámetro con espejos de una sola pieza de aluminio, cobre o de otros elementos y se han construido hornos más grandes de múltiples reflectores curvos.

El reflector o blanco usado en los hornos solares puede ser de varias formas. Las sustancias pueden fundirse en si mismas en cavidades de cuerpo negro, encerrarse en envoltura de vidrio o de otra materia transparente para atmósferas controladas, o introducirse en un recipiente rotatorio "centrifugo".

a b c d

Material del espejo cobre vidrio aluminio vidrio

Superficie de reflexión rodio plata aluminio plata

Abertura, a 1.524 m. 2.0 m. 3.05 m. 10.67 m.

Longitud focal, f 66 cm. 86.1 cm. 86.4 cm. 6.0 m.

Cociente, a/f 2.31 2.32 3.53 1.78

Reflector auxiliar ninguno helióstato ninguno helióstato

Diámetro de la imagen, calculado 6.1 mm 7.6 mm 4.9 mm. 53.3 mm.

Radiación reflejada al blanco, Kw, calculada suponiendo incidencia directa de 0.8 Kw./m2 1.30 1.94 4.67 54.0

Así como los sistemas de célula fotoeléctrica aprovechan la energía electromagnética del sol que nos llega en forma luz, para después ser transformada en energía eléctrica, los sistemas de

colector solar utilizan su potencia calorífica para calentar un líquido, que posteriormente será empleada generalmente en suministrar calefacción.

Los que no utilizan concentración reciben el Sol directamente, sin ningún elemento auxiliar, como los rotores que permiten el seguimiento en todo su ciclo. Aunque con menor rendimiento, tienen sin embargo la ventaja de su simplicidad, facilidad de construcción y menor mantenimiento, gracias a que su posibilidad de presentar fallos técnicos también es menor. Los sistemas sin concentración utilizados son del tipo colector plano convencional y colector de vacío.

El colector plano convencional es el de uso más extendido por su sencillez de fabricación. Dispone únicamente de cuatro elementos: un circuito de conducción del agua, la placa de absorción, una cubierta y la caja de protección. La ausencia de partes móviles le da una característica de gran durabilidad.

El circuito de conducción del agua consiste en una especie de serpentín de tubos metálicos por donde circulará el agua que se pretende calentar. Su diámetro es muy pequeño para que el nivel de líquido que circula por é tenga tiempo a calentarse en todo su recorrido. Los tubos se fabrican con materiales que mantengan la temperatura, como cobre o aluminio, y se les pinta de color negro para que no reflejen el calor, sino que la absorban. El conjunto se encuentra montado sobre una placa de absorción igualmente, que también capta calor y la induce en los tubos.

La cubierta transparente y la caja de protección no sólo protegen físicamente todo el conjunto sino que sirven de aislante térmico, impidiendo que la energía captada y transferida al agua que circula por los tubos se pierda a través de sus paredes. Para ello se aplica al interior de la caja un recubrimiento aislante, como la fibra de vidrio, u otro material que mantenga el calor en su interior.

El panel solar así construido juega un papel análogo al de un radiador de calefacción, pero justamente a la inversa. Así como el radiador tiene una superficie metálica diseñada para emitir el máximo de potencia calorífica a través de sus elementos, el panel solar tiene sus elementos diseñados para captar el máximo de calor y transferirlo a los tubos, los cuales precisamente alimentarán generalmente a sistemas de radiadores de calefacción, u otros servicios de agua caliente.

El funcionamiento del colector solar sin concentración se basa en el efecto invernadero. La radiación solar que entra a través de la cubierta transparente, incide directamente sobre el sistema de conducción de agua (conectados al suministro de agua fría) y la placa absorbente. De la energía entrante sólo una décima parte es reflejada a la atmósfera. Al principio, cuando el colector entra en funcionamiento (entrada de agua fría por primera vez), el sistema absorbe gran cantidad de energía, ya que precisa calentar todos los elementos y el agua del interior del serpentín, pero una vez llegado al punto denominado de equilibrio dinámico, es la propia placa la que emite calor, del cual sólo una pequeña parte inferior al 10% se perderá por radiación a través de la cubierta de vidrio. Es entonces cuando se mantiene un efecto invernadero en el interior de la caja colectora, que es preciso mantener mediante un buen aislamiento de las paredes, evitando las pérdidas

denominadas de convección. Todo el sistema tiene un rendimiento que varía en función de la intensidad de luz que recibe y la temperatura interior, pero es siempre inferior a un 60%; generalmente se aprovechan entre 30 y 50 vatios por cada 100 que se reciben.

Un sistema más avanzado de colector solar sin concentración es el colector plano de vacío. El diseño es muy similar al colector plano convencional, pero fabricado con materiales que obtienen altos rendimientos, y que poseen características especiales, tales como superficies selectivas, es decir, materiales que absorben ciertas frecuencias como los infrarrojos, pero que apenas los emiten, permitiendo absorciones del orden del 95%. Además, las pérdidas de convección están minimizadas al máximo mediante el vacío de la caja, que aumenta el rendimiento considerablemente. Con este sistema pueden alcanzarse temperaturas de hasta 120 grados centígrados. La desventaja de este sistema radica en el empleo de materiales más costosos y el delicado proceso de vacío.

Ambos sistemas de colector solar precisan algún sistema alternativo de energía. Por esta razón es imprescindible el empleo de acumuladores de calor que almacenen la energía calorífica que no ha sido utilizada, ejemplo de los clásicos termos de agua caliente, para su posterior empleo en ausencia de radiación solar.

Así como en los sistemas de colector solar sin concentración, las placas son expuestas directamente al Sol y se encuentran ausentes de elementos móviles, en los sistemas con concentración, como su nombre indica, se concentra la luz solar sobre la zona que se desea calentar. Esto se realiza mediante espejos o lentes apoyados en materiales selectivos, que calientan el líquido que circula por el interior de un tubo, en el que incide la radiación concentrada del Sol, permitiendo un mejor rendimiento que los colectores sin concentración.

Los modelos más simples de colectores con concentración son los de uno y dos ejes, aunque existe otro sistema más complejo utilizado en generación de grandes potencias, y que permite su transformación en energía mecánica.

El sistema de concentración de un eje consiste en un tubo, por el que circula el líquido que se desea calentar, y que se encuentra ubicado delante de una superficie parabólica reflectante. La energía reflejada por el elemento parabólico incide sobre el tubo (de longitud que puede llegar incluso a los 100 metros) y cuya concentración es cincuenta veces superior a otro sistema similar sin lentes, permitiendo temperaturas no inferiores a 100 grados centígrados, pero que pueden llegar a alcanzar los 350. El tubo debe ser fabricado con un material muy selectivo (generalmente óxido de cobre sobre níquel). Los espejos se construyen con vidrios bajos en contenido de hierro o con metales esmerilados de gran pureza, para proporcionar el máximo de rendimiento.

El sistema de colector de un eje precisa que la superficie perpendicular de la parabólica esté siempre posicionada hacia la máxima radiación del Sol. Para ello se disponen sistemas asados en ordenadores, que utilizan sensores de posición y servos, para mover el conjunto y mantenerlo siempre orientado hacia el Sol.

El detector de posición consiste en una serie de fotodiodos o fototransistores, que generan una corriente eléctrica proporcional a la luz que les incide. Si la iluminación decae, la señal eléctrica emitida por el detector decaerá también, entonces el ordenador activará los motores de posición para modificar y reorientar el colector hacia el punto de mayor radiación del Sol. Este sistema, al ser de un único eje, solo permite el seguimiento del Sol de Este a Oeste, es decir, desde que nace hasta que se oculta, pero no de Norte a Sur. Este problema se acrecienta cuanto más nos alejemos del Ecuador.

El problema del colector de un eje radica en que el Sol se mueve realmente en dos ejes, uno Este-Oeste y otro Norte-Sur. El eje Este-Oeste es diario, y puede ser seguido con el colector de un único eje. Sin embargo, conforme nos alejamos del Ecuador y según la estación del año, desde nuestro punto de observación el Sol acusa más el movimiento sobre el eje Norte-Sur. Para poder corregir esta variación se han diseñado los colectores de dos ejes, que realizan un seguimiento del Sol sobre ambos mediante dos motores, el de acimut y el de elevación, todo ello situado sobre una torre vertical. El sistema presenta complejidades mecánicas que no compensan el rendimiento obtenido, por lo que son poco utilizados.

En general, los sistemas de colectores solares con concentración permiten únicamente aplicaciones para calefacción, y en todo caso pequeñas turbinas para generación de energía de energía eléctrica. No posee suficiente potencia para convertirla en energías mecánicas de importancia; para este caso existen otros métodos más sofisticados de concentración, como los Hornos solares de torre central.

2. - ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO:

3. - PARTES PRINCIPALES DE LA CENTRAL.

FUNCIONAMIENTO:

1. - Helióstatos:

Son varios espejos orientables, en los que se refleja la luz del Sol, haciendo que converjan en la caldera.

2. - Caldera:

Es la parte de la central solar en la que convergen los rayos solares reflejados por los helióstatos, alcanzando una gran temperatura. Al alcanzar esa gran temperatura, calienta el agua que pasa por ella y la transforma en vapor.

3. - Turbina:

El vapor generado en la caldera mueve la turbina, la cual está unida al generador para que éste reciba su movimiento.

4. - Generador o alternador:

Es el encargado de generar energía eléctrica; gracias al movimiento rotatorio de la turbina, el generador transforma ese movimiento en energía eléctrica mediante inducción.

5. - Acumulador:

Almacena la energía calorífica que no ha sido utilizada, ejemplo de los clásicos termos de agua caliente, para su posterior empleo en ausencia de radiación solar.

6. - Transformador:

Se encarga de transformar la energía eléctrica generada en el alternador para hacerla llegar a la red eléctrica.

7. - Condensador:

Es donde se convierte el vapor (proveniente de la turbina) en agua líquida. Ello es debido a que en el interior del condensador existe un circuito de enfriamiento encargado de enfriar el vapor, transformándose en agua líquida.

8. - Bomba:

Es la encargada de impulsar el agua de nuevo hasta la caldera.

9. - Centro de control:

Es donde se controla todo el proceso de transformación de la energía solar en energía eléctrica.

4. - VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LA CENTRAL:

VENTAJAS:

Al emplear la energía del Sol, siendo ésta un tipo de energía renovable presenta un reducido impacto ambiental, respecto a las tecnologías que emplean combustibles fósiles. Uno de los principales beneficios de estas energías renovables es la reducción de emisiones asociadas con la producción de la electricidad. Estas emisiones incluyen los gases de efecto invernadero y aquellos que producen la lluvia ácida de las plantas que utilizan combustibles fósiles y la radioactividad asociada con el ciclo de combustible nuclear.

Otros beneficios medioambientales de las renovables son el ahorro de agua, mejora de la calidad del suelo y el agua, el tratamiento de residuos, la reducción de la polución en el transporte y otras como; la seguridad en el suministro energético, el empleo, la reestructuración del mercado energético y la mejora de la economía de los países menos desarrollados.

Las fuentes de energías renovables presentan, también, una dimensión social y económica; es una apuesta por fuentes de energías descentralizadas, gratuitas, generadoras de empleo en mayor proporción que las convencionales y cuyo disfrute queda garantizado por todos mediante tecnologías simples y de fácil acceso. Dichas tecnologías suponen un importante impulso para la generación de empleo.

Resumidamente, las ventajas de las centrales solares son las siguientes:

o Una vez realizada la instalación y hecha la inversión inicial, no se originan gastos posteriores (a excepción del mantenimiento); el consumo de energía eléctrica es totalmente gratuito.

o No usa combustibles, eliminando la incomodidad de tener que aprovisionarse y el peligro de su almacenamiento.

o Impacto ambiental nulo: la energía solar no produce desechos, ni residuos, basuras, humos, polvos, vapores, ruidos, olores, etc.

INCONVENIENTES:

o Necesidad de instalar la central en zonas donde se perciba la radiación solar durante más horas diarias y más días al año.

o Menor rendimiento que otros sistemas.

o Mayor complejidad mecánica que otros sistemas de aprovechamiento de energías renovables.

o Peligro por las altas temperaturas que se alcanzan.

o Necesidad del empleo de acumuladores de calor para cuando no exista la suficiente radiación solar.

5. - COMPARACIÓN DE LOS DIFERENTES SISTEMAS DE

APROVECHAMIENTO DE LA ENERGÍA SOLAR:

ENERGÍA FOTOVOLTAICA:

Ventajas:

En su versión más sencilla, no posee partes móviles o propensas a romperse, haciéndola ideal para los lugares poco accesibles o en los que no existe personal constantemente.

Los sistemas basados en paneles fotovoltaicos pueden crecer de forma modular con modificaciones muy sencillas a la estación existente previamente. De este modo pueden pasar de un solo panel a varios cientos para instalaciones a gran escala.

Inconvenientes:

Aunque el silicio es barato (material utilizado para su construcción), el proceso de creación de las obleas finales es muy complejo y caro.

Por otra parte, el rendimiento obtenido de la luz solar no es muy elevado si se le compara con el terreno que ocupa, aproximadamente un 13% de la energía solar recibida se transforma en solar.

ENERGÍA POR COLECTOR SOLAR PLANO CONVENCIONAL:

Ventajas:

Es útil para calentar el agua de la calefacción y la que se usa dentro de la casa. Su construcción es sencilla y de bajo costo. Además la ausencia de piezas móviles les proporciona una gran durabilidad.

Inconvenientes:

Debido a las pérdidas originadas por convección, la temperatura alcanzada no es demasiado elevada. A 80º el rendimiento del sistema es prácticamente nulo.

Necesidad de acumuladores de calor por medio de agua, similares en concepto a los termos para líquidos.

ENERGÍA POR COLECTOR SOLAR DE VACÍO:

Ventajas:

Se alcanza una mayor temperatura que en el anterior, pudiéndose emplear más eficazmente el vapor obtenido, en calefacción y otros usos en los que las temperaturas alcanzadas por el colector convencional son insuficientes.

Inconvenientes:

Los materiales empleados y la necesidad de una construcción delicada para generar el vacío hacen que suba el costo de fabricación.

Aunque no posee piezas móviles, tiene una mayor fragilidad.

Las temperaturas alcanzadas, aunque elevadas, no son suficientes para generar energía mecánica.

ENERGÍA POR CONCENTRACIÓN LINEAL:

Ventajas:

Las temperaturas que alcanzan permiten el uso del líquido calentado para calefacciones y también para turbinas de pequeño tamaño. Aunque más propenso a fallos que los sistemas totalmente estáticos, no tiene mucha complejidad mecánica y su fiabilidad se puede calificar de alta.

Inconvenientes:

El sistema no es apto para generar grandes fuerzas mecánicas. La larga distancia que tiene que recorrer el líquido calentado hace que su temperatura disminuya algo, por lo que el rendimiento es inferior al máximo posible.

Otro inconveniente es que, al tener que estar perfectamente orientado al Sol, y éste tener un movimiento bastante complejo, es necesario el uso de un sistema de dos ejes en los que controlen constantemente el error Norte-Sur y el Este-Oeste que produce el movimiento del Sol.

La complejidad mecánica añadida al sistema no suele compensar la ganancia de rendimiento, por lo que estos sistemas no se hallan muy extendidos.

ENERGÍA POR HORNOS SOLARES DE TORRE CENTRAL:

Ventajas:

Es el sistema de calentamiento que mayor rendimiento obtiene en la conversión a energía eléctrica.

Al diseñarse a escalas grandes, el elevado coste del sistema de control se reparte entre mayor número de kilovatios obtenidos, proporcionando una mayor rentabilidad.

Inconvenientes:

Menor rendimiento que otros sistemas, por ejemplo el fotovoltaico. La precisión necesaria en la orientación de los helióstatos hace que su construcción y mantenimiento sean delicados, debido a su gran número, haciendo disminuir la fiabilidad del sistema.

6. -EJEMPLO: Plataforma Solar de Almería

La Plataforma Solar de Tabernas (Almería) cuenta con una amplia gama de instalaciones de diferentes sistemas de concentración de energía solar y abarca una extensa cartera de proyectos en las áreas de:

Aplicaciones de baja temperatura en la edificación.

Producción de electricidad con tres tecnologías: torre central, colectores cilindro-parabólicos y discos parabólicos.

Aplicaciones de Química Solar. Detoxificación.

Tratamiento de materiales.

Localizada en el término municipal de Tabernas, a 40 Km de Almería, la Plataforma Solar está compuesta por las siguientes instalaciones:

Una "central solar de torre" (CESA-1) con una potencia de 7 MW térmicos, un receptor de vapor a 500 ºC y 100 bar que produce a través de un grupo turbo generador 1.2 MW eléctricos. Tiene también un sistema de almacenamiento térmico formado por dos tanques de sales fundidas con capacidad de 12 MWth de energía. La torre, de 80 m de altura, está dotada de un lazo de alta temperatura con un receptor cerámico que produce aire a 1000 ºC y 10 bar. Existe asimismo una plataforma situada en la torre para realizar ensayos de materiales en alta temperatura.

Un "sistema de torre central" (CRS) con 4 MWth de capacidad con un sistema flexible de control que permite realizar ensayos con densidades de hasta 2.5 MWt/m2.

Un "sistema de colectores distribuidos" (DCS) subdividido en 2 campos de colectores cilindroparabólicos con seguimiento en dos ejes y un campo de colectores con seguimiento en un eje que producen vapor de proceso para producción de electricidad en otras aplicaciones industriales.

Ejemplo de un captador cilindro-parabólico.

Un "horno solar" de muy alta concentración para trabajos metalúrgicos, químicos o de desarrollo de materiales.

Una "planta de desalinización solar" acoplada al campo de colectores DCS.

Tres "discos parabólicos" (DISTAL I) de membrana tensada, con seguimiento solar individual mediante montura polar.

Sin embargo, el principal uso de esta central no es la producción eléctrica para el consumo, sino la investigación de las distintas formas de obtención de energía eléctrica para el consumo. Por ello no consta dentro de las estadísticas de producción de energía eléctrica para el consumo en nuestro país.

La Central Solar Cristóbal Colón de Huelva, debe su mayor producción de energía eléctrica a la producida por energía térmica, utilizándose la energía solar térmica como complemento de la energía térmica, luego tampoco consta la producción de energía eléctrica por medio del aprovechamiento de energía solar térmica en las estadísticas generales de producción y consumo de energía eléctrica en España.

La forma de obtención de energía eléctrica a partir del Sol en Andalucía se debe principalmente a la energía solar fotovoltaica, debido a su alta rentabilidad en lugares donde es difícil el acceso mediante tendidos eléctricos, a parte del ahorro que una instalación de este tipo proporciona, debido a que una vez hecha la inversión primera, no cuesta dinero producir la electricidad.

7. -BIBLIOGRAFÍA:

Guía escolar VOX: Nuevas Tecnologías, Informática.

CD-ROM: Soluciones Energéticas, S.A. (SOLENER). “Energías alternativas”.

Direcciones de Internet:

http://www.psa.es

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