TECNOLOGÍA SOLAR DE ALTA CONCENTRACIÓN

AVANSOL Absorbedores volumétricos avanzados para tecnologías de alta concentración solar

Participantes:  Solucar (Coordinador); Fundación INASMET, Universidad de Sevilla y CIEMAT; [CIEMAT participa en este proyecto desde tres Divisiones:

  • a) CIEMAT-PSA,
  • b) CIEMAT- Materiales para Fusión. Laboratorio Nacional de Fusión;
  • c) CIEMAT-División de Materiales Estructurales].

Contactos:      C. Montero (cristina.montero@solucarrd.abengoa.com); Félix M. Téllez (felix.tellez@ciemat.es)

Disposición experimental de probetas AVANSOL en horno solar del CNRS-Odeillo-Francia

Duración:    30 octubre 2005 - 30 octubre 2007 (extendido hasta JUNIO de 2008)

Antecedentes: Tras las experiencias de desarrollo de unos treinta prototipos de receptores volumétricos con tamaños diferentes quedan aun una serie de temas pendientes que son cruciales para el desarrollo y la aplicación industrial de esta tipología de receptores: i) Durabilidad de los materiales; ii)  Las eficiencias observadas en los receptores volumétricos hasta ahora evaluados todavía lejos de los rendimientos esperados, las temperaturas aparentes han sido similares a las máximas y los comportamientos térmicos no han llegado a reproducir adecuadamente los modelos teóricos; iii)  Determinación de las técnicas optimas de pre-tratamiento del material poroso tales como el “ennegrecimiento” previo, para operación a altos flujos y altas temperaturas; iv) Búsqueda de nuevos materiales y estructuras geométricas aplicables en esta tecnologías que permitan aumentar rendimientos térmicos y reducir costes; v) Resolver la escalabilidad a tamaños de receptor del orden de 50 MW térmicos o mayores.

Objetivo: El proyecto AVANSOL trata de dar respuesta a dos incertidumbres principales en las tecnologías solares termoeléctricas basadas en receptor de aire: i) Durabilidad del absorbedor volumétrico en condiciones reales de operación  y ii) Elección óptima del material y la geometría porosa del absorbedor. Para esto se pretende desarrollar un prototipo de absorbedor volumétrico metálico y otro cerámico avanzados (con mayores eficiencias, durabilidades y coste reducido) para aplicaciones que requieran temperaturas nominales entorno a 600-800ºC (caso del metálico) y entre 800 y 1000ºC (caso del prototipo de absorbedor cerámico).

Logros en 2007: En 2007 se realizaron una diversidad de muestras de estructuras porosas cerámicas tanto en la Universidad de Sevilla como en la empresa INASMET, para probar la adaptabilidad de diversos métodos de fabricación de estructuras porosas a los requerimientos de porosidad gradual de los receptores volumétricos. Una buena parte de estas probetas fue posible ensayarlas frente a choque térmico y ciclado con muy altos flujos solares gracias a la aceptación de la propuesta de ensayos en el horno del CNRS francés en Odeillo.

Por otro lado se ha finalizado la instalación y caracterización de las nuevas capacidades experimentales en Ciemat parcialmente financiadas por este proyecto: i) lámpara de 4000 W para ensayos en laboratorio con flujos entre 100 y 1500 KW/m2; ii) banco de óptica para medida de reflectividad y transmisividad direccional de absorbedores porosos; iii) dispositivo para la realización de ensayos de ciclado solar-térmico a instalar en un disco parabólico de la Plataforma Solar de Almería; iv) adquisición y puesta a punto de durómetro Vickers y Knoop (Leco mod LV-700); v) adquisición y puesta a punto de sistema de análisis termogravimétrico o termobalanza.

Análisis de degradación de estructuras porosas de alúmina con recubrimiento de SiC al alcanzar 1300ºC y tras un ciclado con flujos de 3000 kW/m2
Posicionamiento de la muestra metálica en la zona focal.