CILINDROPARABÓLICOS Y FRESNEL LINEAL

LAZO DE ENSAYOS DE GASES PRESURIZADOS EN CAPTADORES CILINDROPARABÓLICOS

El objetivo de esta instalación experimental es el estudio de gases a presión como fluidos de trabajo en captadores cilindroparabólicos, que no se hayan estudiado hasta el momento, evaluando su comportamiento bajo diversas condiciones reales de operación.

El lazo experimental de ensayos se encuentra situado al norte del edificio de control del lazo DISS, albergando los equipos necesarios para su control y adquisición de datos.

Vista del lazo de ensayos de gases presurizados en captadores cilindroparabólicos acoplado a un sistema de almacenamiento térmico con sales fundidas

La instalación se diseñó inicialmente para trabajar a presiones y temperaturas de hasta 100 bar y 400 ºC, constando de los siguientes elementos:

  • Dos captadores cilindroparabólicos de tipo Eurotrough II orientados Este-Oeste, con una superficie total de captación por colector de 274,2 m2 y una longitud de 50 m cada uno.
  • Un enfriador refrigerado por aire, de 400 kW de potencia nominal.
  • Una soplante que suministra el caudal necesario para la refrigeración adecuada de los captadores.
  • Un sistema de adquisición de datos y control que permite una completa monitorización del lazo en cuanto a temperatura, caudal, presión, radiación y presencia de humedad en el circuito.
  • Válvulas automáticas de control que permiten variar de forma precisa y segura el caudal de fluido de alimentación a los colectores.
  • Un circuito auxiliar que permite el llenado con gases del lazo de ensayo.

A finales de 2009, se decidió modificar el lazo de ensayos para probar fluidos hasta 500 ºC, así como integrar con el lazo un sistema de almacenamiento térmico de sales fundidas, con objeto de probar la capacidad conjunta de captación y almacenamiento de energía térmica de origen solar a alta temperatura, con vistas a su aprovechamiento en ciclos térmicos gestionables de alto rendimiento de conversión.

Esquema simplificado del lazo de alta temperatura con almacenamiento de sales

Este incremento de las condiciones de diseño del lazo para ensayos hasta 100 bar y 500 ºC ha necesitado de las siguientes modificaciones:

  • Sustitución de los tubos absorbedores convencionales del captador 2 por unos tubos avanzados de alta temperatura.
  • Cambio del material de la tubería principal del circuito desde la salida del captador 2 hasta la salida del aerorrefrigerador. Igualmente, modificación del haz tubular de este último.
  • Modificación del trazado del lazo de ensayos para operar sólo en serie, eliminándose el by-pass y las válvulas automáticas de regulación de caudal.

El sistema de almacenamiento térmico de sales fundidas, que forma parte de un circuito experimental de sales más amplio, está provisto básicamente de:

  • Dos tanques de sales, caliente y frío, con una capacidad cada uno de 39 toneladas y capaces de proporcionar unas 6 horas de almacenamiento térmico.
  • Un aerorrefrigerante de 344 kW para enfriar las sales con aire ambiente.
  • Un intercambiador gas-sales de 344 kW que aporta al circuito de sales la energía solar captada en el lazo de ensayos de fluidos innovadores.

El lazo de ensayos para alta temperatura se ha puesto en marcha a finales del 2010 y el sistema de almacenamiento de sales asociado estará en funcionamiento a lo largo de 2011.