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Introducción a CSP

Concepto de CSP

 

La energía es la base material importante para el desarrollo económico y social sostenible. Aumentar el suministro efectivo de energía nacional y reducir al mismo tiempo las emisiones de gases de efecto invernadero procedentes de la producción de energía es un requisito objetivo para el desarrollo energético de China y una cuestión importante que debe abordarse. Desarrollar la energía renovable, especialmente la energía solar, es una medida importante a solucionar los problemas de energía.

La energía termosolar es una forma de energía renovable que utiliza un gran número de espejos reflectantes de forma concentrada para recoger la luz solar directa y calentar un medio conductor del calor, que tras el intercambio de calor produce vapor de agua a alta temperatura, que pasa por una turbina de vapor para generar electricidad. En comparación con otras formas de energía nueva, como la fotovoltaica y la eólica, es más adecuada para la generación de energía a gran escala debido a sus características, como la regulación de la frecuencia, la alteración de picos, la producción de energía estable, la fácil absorción por la red y el almacenamiento de energía de bajo coste para la generación de energía continua, así como la capacidad de combinarse con las centrales térmicas tradicionales para generar la electricidad a gran escala.

 

 

Las 4 técnicas de CSP

 

En la actualidad, existen cuatro vías técnicas principales para la generación de energía solar térmica, a saber, cilíndrico parabólico, torre, discos stirling y fresnel. Su principio básico es la mayor absorción de energía solar por parte del campo de colectores, que convierte la energía solar en energía térmica, la cual se utiliza para generar vapor sobrecalentado que acciona una turbina convencional para la generación de electricidad.

 

1 CSP tiene 4 técnicas principales

 

 

El cilíndrico parabólico es una técnica favorable de CSP

 

El concentrador solar cilíndrico parabólico utiliza el principio de enfoque lineal para concentrar la energía solar a través de espejos curvados en el tubo colector, que calienta el medio de transferencia de calor (aceite sintético) dentro del tubo receptor y calienta el agua mediante el intercambio de calor para producir vapor a alta temperatura (400°C), que acciona la turbina para generar electricidad. En la actualidad, el sector acepta de forma generalizada que la tecnología de cilíndrico parabólico es la técnica más probada desde el punto de vista comercial.

 

 

El receptor solar de vacío es el componente principal de una planta de energía termosolar de concentración.

 

El receptor de vacío es el componente clave que se encarga de transformar la energía solar en energía térmica. Por eso la eficiencia del receptor puede afectar la operación y la ganancia de una planta.

 

 

La técnica clave del tubo receptor solar de vacío

 

1)Revestimiento de absorción selectiva solar a alta temperatura

El revestimiento consiste en la capa reflectante de infrarrojos, absorbente selectivo y antirreflectante. La capa reflectante es para impedir la pérdida de calor durante el funcionamiento en alta temperatura, la capa antirreflectante es para mejorar la transmisión de la luz, y la capa absorbente, mejorar la absorción de la energía solar. La primera aplicación de los revestimientos de alta temperatura fue un revestimiento metal-cerámico propuesto por expertos australianos, pero la difusión de los átomos de metal en la cerámica a altas temperaturas dio lugar a cambios significativos en la estructura y las propiedades del revestimiento, reduciendo así la eficiencia de conversión térmica solar del tubo receptor.

 

2)Sellado de metal y vidrio  

El tubo receptor de vacío está formado principalmente por tubo de metal y vidrio, por lo que el sellado de metal y vidrio es el eslabón débil del tubo. La fiabilidad del sellado tiene un impacto directo en la estabilidad del vacío del producto. Si se produce una fuga de vacío en este punto, aumentará la pérdida de calor del receptor y, por tanto, se reducirá la eficiencia de conversión térmica solar del receptor.

El sellado del vidrio con el metal se clasifica generalmente en sellado coincidente, sellado no coincidente y sellado de transición. El sellado coincidente es el proceso de sellar juntos el metal y el vidrio de coeficientes de expansión similares . Debido a la pequeña diferencia en el coeficiente de dilatación entre el vidrio y el metal, las tensiones estructurales en el sellado pueden reducirse en gran medida, mejorando así la estabilidad del producto en el vacío. La diferencia entre el coeficiente de dilatación del metal y del vidrio en el sellado no coincidente y en el sellado de transición es grande, y no se pueden eliminar las tensiones estructurales, lo que la hace inestable para su uso a largo plazo.

 

3)La capa antirreflectante

Las capas internas y externas mejorarán la transmitancia del vidrio, mejorando así la eficiencia térmica del receptor.

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