CO2 supercrítico para generación de electricidad en plantas termosolares

“El actual uso de la Energía Solar de Concentración (CSP) está representando un hito en los sistemas de producción de electricidad para el nuevo milenio. Su potencial como una fuente de energía limpia y renovable, unido a la posibilidad del almacenamiento de grandes cantidades de energía, ha sido ya probado comercialmente”, detalla Miguel A. Reyes, del Instituto IMDEA Energía, en Madrid I+D.

Actualmente, el coste de producción de la electricidad mediante esta tecnología “todavía no es competitivo comparado con la producción mediante combustibles fósiles”. Por ello, muchos estudios están siendo llevados a cabo en el campo de la energía termosolar para alcanzar el abaratamiento en los costos de producción de la electricidad. Estos estudios están centrados en la mejora del rendimiento de los diversos componentes de la planta termosolar (campo de heliostatos, receptor central, sistemas de almacenamiento térmico, intercambiadores de calor, bloque de potencia y sistemas de control).

El autor destaca que en el marco del proyecto regional ALCCONES, “la investigación está centrada en el desarrollo de nuevos receptores, el diseño de sistemas de almacenamiento térmico avanzados y una mejor comprensión en la integración del bloque de potencia en plantas solares. Por lo que respecta al bloque de potencia, se están investigando nuevos fluidos de trabajo que permitan obtener mayores rendimientos en la conversión termoeléctrica”.

En dicho marco “se ha encontrado que el dióxido de carbono (CO2) cuando se mantiene en unas condiciones de temperatura y presión por encima de su punto crítico (73bar y 32ºC) se comporta de una forma peculiar. Este nuevo estado es conocido como fluido supercrítico (sCO2) y puede utilizarse para mover un ciclo Brayton modificado tal como han propuesto diversos estudios”, detalla Reyes. Esta nueva sustancia ha mostrado el potencial de conseguir rendimientos en la conversión termoeléctrica muy altos para niveles de temperatura intermedios (cerca del 50%, lejos del rango habitual del 40%-45% observado con los ciclos de potencia convencionales).

Dichos niveles de rendimiento son explicados por las grandes variaciones en densidad y calor específico del sCO2, “lo que conlleva que mucha más energía pueda ser extraída en la turbina en comparación con la consumida por el proceso de compresión. Además, las altas densidades del sCO2 conllevan a un diseño de la turbomaquinaria muy compacto en comparación con las utilizadas actualmente en ciclos de vapor, aire o helio como fluidos de trabajo”, concluye la información publicada en Madrid I+D.