En la carrera hacia una energía más limpia y eficiente, los sistemas de energía solar concentrada (ESTC) han surgido como un competidor prometedor. Pero su potencial se ha visto limitado por la necesidad de soluciones innovadoras y rentables para convertir el calor solar en electricidad.
Nos complace anunciar una publicación innovadora de Universidad de Teesside, uno de nuestros socios, presentó en la ASME (The American Society of Mechanical Engineers) Turbo Expo 2024 (Conferencia y exposición técnica sobre turbomaquinaria).
Este trabajo desvela un enfoque innovador para optimizar los ciclos de potencia de los sistemas ESTC, impulsando avances en eficiencia y sostenibilidad.
Un estudio reciente presenta un enfoque innovador para mejorar los ciclos de potencia de los sistemas de energía solar concentrada (CSP), una tecnología clave en el panorama de las energías renovables. Esta investigación se centra en la optimización del rendimiento de los sistemas que utilizan mezclas a base de CO₂ como fluidos de trabajo, ofreciendo avances significativos en eficiencia, rentabilidad y adaptabilidad a diversas condiciones de funcionamiento.
Tradicionalmente, los sistemas ESTC se basan en la conversión del calor solar en electricidad mediante ciclos de potencia. Este estudio mejora ese proceso desarrollando una estrategia de optimización simultánea. Tiene en cuenta el diseño del ciclo de potencia, la selección de aditivos químicos (dopantes) y la composición específica de los fluidos de trabajo a base de CO₂. Mediante el análisis conjunto de estos factores, los investigadores pretenden maximizar la eficiencia del sistema al tiempo que se reducen los costes.
El estudio pone a prueba estas innovaciones en escenarios realistas, incluyendo dos rangos de temperatura de funcionamiento: 550 °C, típica de los sistemas ESTC actuales, y una superior de 700 °C para diseños avanzados. También tiene en cuenta temperaturas ambiente de 30 °C, 35 °C y 40 °C, que reflejan los diversos entornos en los que funcionan los sistemas ESTC.
Uno de los principales avances es el uso de mezclas binarias de CO₂ combinadas con dopantes químicos como el dióxido de azufre (SO₂) o el acetonitrilo (C₂H₃N). Estos aditivos mejoran las propiedades termodinámicas del fluido de trabajo, lo que permite que el sistema funcione con mayor eficacia en condiciones variables. El equipo de investigación empleó técnicas avanzadas de modelización para evaluar estas mezclas, garantizando predicciones precisas de su rendimiento.
La optimización en este contexto se centra en dos objetivos principales: maximizar la eficiencia térmica (la cantidad de energía solar convertida en electricidad) y mejorar el trabajo específico (la energía producida por unidad de fluido de trabajo). Estas mejoras reducen el tamaño y el coste de los componentes del sistema, como los bloques de potencia y el almacenamiento de energía térmica (TES), lo que hace que los sistemas ESTC sean más viables económicamente.
