Concepto básico del ASC
El ASC proporciona una solución a los problemas técnicos a los que se enfrentan los concentradores existentes comercialmente. Básicamente se trata de un concentrador puntual metálico en forma de lente que concentra la radiación solar en una zona focal inferior fijada al suelo.
Durante la última década, los concentradores reflectantes utilizados en los sistemas de energía solar concentrada (CSP) y calor solar concentrado (CSH) se basan en cuatro tipos de conceptos para concentrar los rayos solares que se muestran en las ilustraciones a continuación. En principio, el objetivo del concentrador es reflejar los rayos solares de manera que se concentren en un área focal más pequeña que la del área bruta del concentrador (área de apertura), lo que da como resultado altas temperaturas y flujo solar. La relación entre el área de recepción focal y el área de apertura se llama relación de concentración. Una relación de concentración más alta da como resultado una temperatura del receptor más alta. Para comprender el concepto del ASC explicaremos brevemente las características y los problemas que enfrentan los concentradores existentes y cómo al resolver cada una de las áreas débiles se ha creado una solución altamente eficiente, escalable, confiable y, lo más importante, financieramente competitiva para la Energía Verde, el Calor Verde. &erio; Desalación Verde, 24 horas al día con solución probada de Almacenamiento Térmico...
Cuatro soluciones CSP actuales
Torre Solar
Concentrador Fresnal Lineal
Los desafíos con Solar Towers han sido bien documentados.
El costo de la energía producida no es competitivo, debido en gran parte a lo siguiente:
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Puntos únicos de falla, particularmente la torre solar y los espejos de helióstatos.
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Costo de mantenimiento y poca confiabilidad.
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Eficiencia, los heliostatos están hasta 500 m de distancia del punto focal lo que significa una importante pérdida de energía al aire, aprox. 40% de pérdidas.
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El sistema se basa en helióstatos que rodean la torre, lo que resulta ineficiente en cuanto al terreno necesario y al coste, tanto en CAPEX como en OPEX.
Los desafíos con los Concentradores Lineales Fresnal (LFC) son:
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Los espejos son fijos, por lo que sólo son eficaces cuando el sol está directamente encima.
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La relación de concentración de LFC es muy baja y, en consecuencia, la temperatura alcanzable se limita a unos 450 °C. Suficiente para la generación de vapor para uso industrial, pero insuficiente para la generación de energía eléctrica.
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Costo de mantenimiento por limpieza de espejos. Lentes cercanas al suelo y requieren atención diaria.
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Confiabilidad, ya que el sistema está en "serie" y una falla provocará el apagado del sistema.
Plato parabólico
El Plato Parabólico también tiene una serie de beneficios y desafíos. El plato parabólico es ópticamente muy eficiente con un rango focal corto y altos niveles de concentración. Sin embargo;
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El punto focal se mueve a medida que el sol recorre el cielo, lo que requiere juntas flexibles para el fluido de alta temperatura. La implicación de esto es:
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Confiabilidad, las juntas flexibles no son confiables y cualquier falla es un riesgo potencial para la salud y resulta en el apagado del sistema y la pérdida de producción.
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Además, el plato es sólido, por lo que no puede funcionar con vientos moderados a fuertes debido a la carga/corte del viento.
Cilindro parabólico
El cilindroparabólico es quizás la tecnología CSP más adoptada hasta la fecha. Sin embargo, existen algunos factores muy limitantes:
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Al igual que con el LFC, la concentración óptica está limitada a alrededor de 80x, lo que limita la temperatura alcanzable a alrededor de 450 grados c. Como tal, se limita la aplicación a la generación de vapor o a un precalentamiento para la generación de electricidad.
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El sistema solo sigue al sol en un eje, por lo que solo es óptimo cuando el sol está directamente encima.
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Alto mantenimiento debido a la proximidad al suelo y al polvo. Los espejos requieren limpieza y mantenimiento frecuentes.
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El sistema se ejecuta en "serie" y la falla de un elemento provocará el apagado del sistema.
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Mover las juntas HTF presenta un desafío debido al desgaste y al peligro potencial si la junta falla.
ASC 15 - El concentrador solar de quinta generación
ASC MK 1 - Banco de pruebas, MASDAR
ASC MK 2: optimizado para la comercialización
Comparador de tecnología CSP: resumen
Comparador de aplicaciones de energías renovables
