Tema: Central de torre central

Buenos días,

Primero, desearía felicitar a todos los miembros del foro por compartir con el resto sus conocimientos y ahora pasaré a plantear mi problema:

Soy un estudiante de Proyecto Final de Carrera de Ingeniería Industrial, y estoy realizando mi proyecto sobre la instalación de una central termosolar.

En principio (y supongo que en final), la idea era instalar la central en la región pirenaica (concretamente cerca de Puigcerdà), a sur de la central francesa de Font Romeu. Pues bien he empezado a estudiar el problema de la central y me surgen las siguientes dudas:

• He mirado las central existentes actualmente y he observado que hay dos tipos de disposición del campo de heliostatos: disposición en campo norte o disposición circular alrededor de la torre. Mi duda es saber cual es más adecuado y porque.
• Información sobre heliostatos (superficie, guía, fabricantes,...).
• El captador situado en la torre (superficie, eficiencia,etc.)
• La altura de la torre: ¿como se elige una u otra? ¿como se calcula ala altura adecuada?

Comentar que tengo un informe/proyecto de la central CESA I (lo tengo en papel no en soporte informático), pero supongo que la tecnología y los procedimientos habrán variado desde la construcción de esta.

Muchas gracias y perdón por la parrafada.

Hola Navier-Stokes,

* La disposición del campo de heliostatos suele atender a dos consideraciones: 1) tu latitud (cuanto mas lejos del ecuador mayor es la eficiencia óptica anual de un campo norte -en el hgmisferio Norte-, respecto a un campo circular; 2) El coste de la torre, que suele crecer de modo exponencial con la altura y dado que los campos Norte -en el hemisferio ...- requieren torres mas altas que los circulares para una misma potencia térmica en receptor, cuanto mayor campo solar mas interesante es la disposicion en campo circular.
Por ejemplo, en nuestras latitudes, para plantas relativamente pequeñas como PS10 o PS20 ( de 10 y 20 MWe respectivamente, pero que casi no llevan almacenamiento) la tendencia es elegir campos Norte; sin embargo, para campos mayores, como la Gemasolar, de 17 MW, pero con15 horas de almacenamiento, la elección es un campo circular.
En tu caso de Pirineos, dependiendo del tamaño de tu plata, creo que tu prioridad habría de ser campo Norte (salvo que tu proyecto sea de una planta con un campo enorme -y un presupuesto de mas de 100 M€-).

* Información sobre Heliostatos: Pocos suministradores potenciales, pregunta a Abengoa-Solar o Sener. Los tamaños que ellos están fabricando son de unos 120 m2 de superficie de espejo por heliostato.

* El captador (tambien llamado receptor) ha de tener la superficie necesaria para suministrar el calor a tu sistema: esta depende del flujo nominal de trabajo (por ejemplo 300 KW/m2), de la eficiencia en condiciones nominales (puedes suponer entrorno a un 80% para tecnología de sales fundidas, un 88% para vapor saturado y un 83% para tecnología de aire atmosférico), del tamaño de tu campo de heliostatos (para minimizar pérdidas por desbordamiento y para cuantificar la potencia total incidente),..

*Altura de la torre: campos muy grandes requieren torres muy altas, para colocar el receptor mas cerca del foco óptico.

Saludos

Muchas gracias por tu respuesta ( y perdón por tardar tanto en agradecerlo, estaba de vacaciones). La verdad es que me has aclarado muchas cosas, lo que me permitirá seguir adelante con mi proyecto.
Ya que estoy me gustaría plantear otra duda, a la hora de hacer cálculos termodinámicos (temperatura en caldera y esas cosas) ¿se procede de forma normal, es decir, utilizando los principios de la termodinámica no? (se que suena tonto pero no querría cagarla). Otra cosa más ¿cuales serían un caudal másico y una presión normal?
Muchas gracias.

Hola Navier-Stokes,

Efectivamente, para los cálculos termodinámicos en receptor, conducciones etc., has de manejarte con la termodinámica, no hay misterios especiales. Respecto a la otra cuestión que planteas, la presión depende del fluido de trabajo que elijas: no es lo mismo para un receptor que funcione con vapor saturado -como PS10 o PS20-, que trabajan a unas 40 bar, que para un receptor de sales fundidas -como Gemasolar o Solar Tres-, que trabaja con la presión justa para el bombeo a través del sistema receptor, etc, y no alcanza mas de unos 10-15 bar en pico. El caudal ha de ir en función de varios parámetros de diseño, como la potencia térmica que has de generar para el tamaño de planta y turbina elegidas, del incremento de temperatura que hayas fijado entre la entrada y salida del receptor (ya sabes, en simplificado: Potencia témica (en W)= caudal masico (kg/s)*calor específico (J/kg/K)*salto térmico(K)).

Espero te sirva.
Salud

Muchas gracias, pues efectivamente rus comentarios me son de mucha utilidad, ya que no tengo ningún tipo de experiencia en esto, a pesar de muchos estudios teoricos en la carrera, y siempre es muy útil tener un orden de magnitud y unos procedimientos claros.
Muchas gracias de nuevo.