2. 200 a.C.
1500
Primera central termosolar de canales parabólicos
en Shuman in Meadi, cerca de El Cairo
(5 filas de 62 m con una turbina de vapor de120 CV)
1914
Concentrador de reflectores
lineales de 6 km de longitud para
una industria de tinte de cuero
Asedio de Siracusa

4. LA GESTIONABILIDAD EN EL REGIMEN ESPECIAL

5. Discos Parabólicos con motor Stirling
Canales Parabólicos
Reflectores lineales Frenel
Helióstatos con receptor en torre
Desde sistemas
centralizados
a sistemas
distribuidos

6. Tubo absorbedor
AlmacenamientoCampo de colectores
Tuberías
Distribuidoras
Espejo
Parabólico
Campo de colectores Bloque de Potencia

7.  Hay centrales termosolares con colectores cilindro parabólicos en
funcionamiento desde mediados de los 80 y constituyen una
tecnología comercial fiable. Se encuentran en operación 350 MW
en USA y 150 MW en España. Hay más de 1.000 MW en construcción
en nuestro país
 Hay campos de heliostatos en operación desde principios de los 80
con eficiencia y fiabilidad demostrada y que, en la actualidad,
están dedicados a ensayos de componentes y aplicaciones.
Asimismo, hay una central comercial de 11 MW en operación
continuada desde mediados de 2007 y otra de 50 MW que ha
entrado recientemente en operación.
 Las centrales termosolares son gestionables, mediante
almacenamiento térmico y/o hibridación , bien con biomasa o con
combustibles fósiles
 Aplicaciones duales como por ejemplo generación eléctrica y
desalación de agua podrían cubrir necesidades en
emplazamientos específicos
 Los costes de generación son todavía elevados y las necesidad de
agua para la refrigeración del ciclo deben ser reducidas

8. ENERGIA EOLICAENERGIA EOLICA FOTOVOLTAICAFOTOVOLTAICA
RecursoRecurso
Operación
TS: 3.500 h/año
Gestionable
Operación
TS: 3.500 h/año
Gestionable
EmplazamientoEmplazamiento
Costes
TS: 6.000€/kW
27 c€/kWh
Costes
TS: 6.000€/kW
27 c€/kWh
Diferente y complementario
hasta cierto nivel
Predicción menos fiable
Lo mismo que las TS
Diferente
No compiten por el mismo
territorio
Los mismos intereses pero con
distintos requisitos del terreno
Más adecuada en elect. rural
Fluente / no gestionable
2.200 horas/año
Fluente / no gestionable
1600 horas/año
1.500 €/kW, 8 c€/kWh 6.500 €/kW, 32 c€/kWh

9. PS10 Y PS20 en Sanlucar la Mayor, Sevilla

10. ANDASOL 1 en Aldeire, Granada PE 1 Calasparra, Murcia
PTS Puertollano, Ciudad Real

12. EVOLUCION PREVISTA DE LA POTENCIA TERMOSOLAR
INSTALADA EN ESPAÑA

13. Plantas SEGS (Total 354 MW)
Kramer Jctn / Harper Lake, California
Nevada Solar One 64 MW
Boulder City, Nevada
Red Rock 1 MW
Arizona
Kimberlina 5 MW
Bakersfild, California

14. 150 MW ISCC at Hassi R’Mel
470 MW ISCC at Ain Beni Mathar
146 MW ISCC at Kuraymat
100 MW in Abu Dhabi
PRIMEROS PROYECTOS EN LA ZONA MENA

15.  Las Centrales Termosolares tienen las mismas características
operacionales que las centrales térmicas convencionales
- Proporcionan aporte inercial
al sistema
- Permiten regulación primaria,
secundaria y terciaria
- Además, pueden ser
desconectadas sin perder su
capacidad de seguir
recolectando energía
 Pueden ser fácilmente hibridadas con gas natural o biomasa
 La predicción del recurso solar es bastante fiable
Fuente:ForoNuclear

16.  Sistemas con concentración: La luz solar se concentra por
medio de lentes o espejos sobre la zona a calentar. Lo
que permite obtener rendimientos muy elevados. Estos
sistemas son:
› Colectores solares de concentración de uno y dos ejes.
› Hornos solares de torre central.
 Sistemas sin concentración: La zona a calentar se expone
directamente al Sol y sin elementos auxiliares, lo que se
traduce en un rendimiento inferior, pero también en una
mayor facilidad de construcción y menos posibilidades de
fallos técnicos. Estos sistemas son:
› Colector solar plano convencional.
› Colector solar de vacío.

17.  BAJA TEMPERATURA
Aplicaciones a temperaturas
menores de 100 º C
 MEDIA TEMPERATURA
Aplicaciones a temperaturas
comprendidas entre 100 y 300º C
 ALTA TEMPERATURA
Aplicaciones a muy alta
temperatura

18.  El sistema de concentración de un eje consiste en un tubo, por el
que circula el líquido que se desea calentar, y que se encuentra
ubicado delante de una superficie parabólica reflectante. La
energía reflejada por el elemento parabólico incide sobre el tubo
(de longitud que puede llegar incluso a los 100 metros) y cuya
concentración es cincuenta veces superior a otro sistema similar sin
lentes, permitiendo temperaturas no inferiores a 100 grados
centígrados, pero que pueden llegar a alcanzar los 350.
 El tubo debe ser fabricado con un material muy selectivo
(generalmente óxido de cobre sobre níquel)
 Los espejos se construyen con vidrios bajos en contenido de hierro o
con metales esmerilados de gran pureza, para proporcionar el
máximo de rendimiento.

19.  El sistema de colector de un eje precisa que la superficie
perpendicular de la parabólica esté siempre posicionado hacia la
máxima radiación del Sol. Para ello se disponen sistemas asados en
ordenadores, que utilizan sensores de posición y servos.
 El detector de posición consiste en una serie de fotodiodos o
fototransistores, que generan una corriente eléctrica proporcional a
la luz que les incide. Si la iluminación decae, la señal eléctrica
emitida por el detector decaerá también, entonces el ordenador
activará los motores de posición para modificar y reorientar el
colector hacia el punto de mayor radiación del Sol
 Este sistema, al ser de un único eje, solo permite el seguimiento del
Sol de Este a Oeste, es decir, desde que nace hasta que se oculta,
pero no de Norte a Sur. Este problema se acrecienta cuanto más
nos alejemos del Ecuador.
 Sin embargo, conforme nos alejamos del Ecuador y según la
estación del año, desde nuestro punto de observación el Sol acusa
más el movimiento sobre el eje Norte-Sur.
 El sistema a dos ejes presenta complejidades mecánicas que no
compensan el rendimiento obtenido, por lo que son poco utilizados.

22.  Son varios espejos orientables, en los que se refleja la luz del
Sol, haciendo que converjan en la caldera.

23.  Caldera:
› Es la parte de la central solar en la que convergen los rayos solares
reflejados por los helióstatos, alcanzando una gran temperatura. Al
alcanzar esa gran temperatura, calienta el agua que pasa por ella y la
transforma en vapor.
Turbina:
› El vapor generado en la caldera mueve la turbina, la cual está unida al
generador para que éste reciba su movimiento.
 Generador o alternador:
› Es el encargado de generar energía eléctrica; gracias al movimiento
rotatorio de la turbina, el generador transforma ese movimiento en
energía eléctrica mediante inducción.

24.  Transformador:
› Se encarga de transformar la energía eléctrica generada en el
alternador para hacerla llegar a la red eléctrica.
 Condensador:
› Es donde se convierte el vapor (proveniente de la turbina) en
agua líquida. Ello es debido a que en el interior del condensador
existe un circuito de enfriamiento encargado de enfriar el vapor,
transformándose en agua líquida.
 Bomba:
› Es la encargada de impulsar el agua de nuevo hasta la
caldera.
 Centro de control:
› Es donde se controla todo el proceso de transformación de la
energía solar en energía eléctrica.

25. Aquí empezó todo (solar termoeléctrica de alta temperatura), allá por 1980

27. Planta PS 10 de receptor central

29. VALDECABALLEROS
VILLANUEVA
DE LA SERENA
FUENTE DE CANTOS
TORRE DE MIGUEL
SESMERO
50 Peticiones
2.500 Mw
Cupo de España 500 Mw
19 Aprobadas (950 MW)

30.  Capacidad de generación de energía
eléctrica: 49,9 MW a 50 Hz
 Capacidad de almacenamiento
térmico de 8,2 horas a plena carga de
la central.
 Caldera de gas natural con capacidad
de producción del 15 % de la
electricidad total generada

32.  Gasto de la central: 800.000 m3/año
 Sistema de agua de circulación: Es el sistema de refrigeración
del vapor que sale de la turbina al completarse el ciclo agua-
vapor que genera la potencia de la central
 Recarga del circuito aaua - vapor de la central: Es debida a la
pérdida de agua por fugas y purgas en determinados puntos
del circuito, como pueden ser fugas en las válvulas
 Purgas v limpieza de elementos de la central: Las purgas son
necesarias para eliminar partículas sólidas, bajar la
concentración de sales, iones, etc.
 Acumulación de agua para el sistema de protección de
incendios. Se usará aproximadamente un 3 % del volumen de
agua disponible.
 Consumo de otros sistemas (talleres, laboratorios, oficinas) y
trabajadores de la central: Dichas necesidades podrían ser
cubiertas mediante una pequeña planta potabilizadora propia.
Se usará aproximadamente un 1 % del volumen de agua
disponible.

34.  campo solar. Compuesto por el conjunto de colectores cilindro
parabólicos y circuito de fluido térmico.
 Isla de potencia: Esta zona incluye el sistema de
almacenamiento térmico, caldera de "apoyo, ciclo agua-vapor
y acondicionamiento de energía eléctrica.
 La central constará, según lo anteriormente señalado, de las
siguientes zonas o subsistemas principales:
› Campo solar
› Sistema de almacenamiento térmico
› Caldera de apoyo - suministro de gasA
› Ciclo agua - vapor
› Sistema de generación y acondicionamiento de energía eléctrica.
› Sistema de control e instrumentación
› Suministros de agua
› Sistemas auxiliares

39.  Los colectores cilindro-parabólicos son los
elementos encargados de concentrar la
energía radiante solar sobre el fluido
térmico que discurre por los conductos
receptores situados en su línea focal.
 Este tipo de colectores, junto con los
heliostáticos, son las únicas tecnologías de
concentración solar disponibles a nivel
comercial que pueden transmitir energía
térmica de alta temperatura
 Los colectores cilindro-parabólicos
consisten en un sistema de concentración
de geometría parabólica.

40. Se trata, en definitiva, de un espejo curvado, en forma de
parábola, en una de sus dimensiones, de manera que
concentra sobre su línea focal toda la radiación solar que
atraviesa su plano de apertura.
La luz del sol se capta a través de una gran superficie abierta y es
concentrada sobre un área receptora mucho más pequeña,
multiplicando la intensidad de la radiación solar por un relación de
concentración, permitiendo así que se alcancen altas temperaturas.

41.  El ratio de concentración es el parámetro mas importante a
establecer para el diseño del concentrador; el objetivo es equilibrar
la captación de energía solar frente a las pérdidas de calor del
receptor: cuanto mayor sea el diámetro del receptor, mayores
serán sus pérdidas de calor
 La captación dependerá de factores como la perfección de la
parábola, el tamaño del disco solar, dado que el sol no es una
fuente puntual
 La superficie especular se consigue a base de películas de plata o
aluminio depositadas sobre una superficie que le da suficiente
rigidez.

42.  Son los elementos estructurales encargados de soportar los
colectores cilindro-parabólicos así como los tubos
absorbedores. Su diseño es tal que minimiza el riesgo de
deformación estructural o rotura de los citados elementos y
permite una fácil limpieza de los espejos reflectores.
 La misión de la estructura del colector es dar rigidez al
conjunto de elementos que lo componen, a la vez que actúa
como interfase con la cimentación de colector.

43.  El receptor típico de este tipo de tecnología es un tubo de metal
absorbente rodeado por un tubo de cristal. Sobre el receptor se
sitúa un recubrimiento selectivo, con una alta absortividad para la
radiación incidente dentro del rango visible e infrarrojo próximo y
una baja emisividad para longitudes de onda pertenecientes al
infrarrojo medio.
 El cristal que lo recubre junto con el vacío que existe entre éste y el
tubo absorbedor, aisla a este último de las inclemencias
meteorológicas y reduce de manera importante las pérdidas de
calor por conducción y convección.

44.  El sistema de seguimiento solar más
comúnmente escogido para esta
aplicación consiste en un dispositivo que
gira los reflectores alrededor de un solo eje.
Dicho eje, según se ha mencionado
anteriormente, estará dispuesto en la
dirección Norte-Sur
 La señal de consigna se compara con el
ángulo real de giro del colector de modo
que se obtiene el error actual de
posicionamiento. En función de este error,
el regulador de posición calcula la señal
eléctrica de mando al actuador (que
influye directamente en la posición del
colector).

45.  Por el interior del tubo metálico circula el fluido de
trabajo. El fluido de trabajo empleado en los
concentradores cilindrico parabólicos depende de
la temperatura máxima de operación, para aquellas
aplicaciones entre 200 y hasta 400 e
C se emplea
aceite sintético.
 Entre las propiedades del Therminol VP-1 pueden
citarse las siguientes:
› Buenas propiedades de transferencia de calor y de
estabilidad termoquímica (mayor estabilidad que todos
los fluidos de transferencia de calor orgánicos).
› Es una mezcla eutéctica de un 73,5 % de óxido de difenilo
(DPO) y un 26,5% de bifenilo. Puede ser empleado como
fluido de transferencia de calor en fase líquida o como un
medio de transferencia de calor que se vaporiza y se
condensa. Es miscible e intercambiable con otros fluidos
de transferencia de calor de composición similar
› Baja viscosidad: Tiene una baja viscosidad en el rango
óptimo de utilización de 120 B
C a 400 °-C.

46.  Potencia=Valor umbral x IAM x Scampo solar
 P = DNI x IAM x S
 P= 49,9 MW
 IAM = 0,96
 S = Apertura x L x n
 Máxima (21 de junio, próxima al medio día)

47.  Su misión será impulsar el fluido térmico
frío hacia el campo solar para que se
caliente de nuevo.
 Se situarán próximas al tanque de
expansión del circuito del fluido térmico
que está situado en la zona fría de dicho
circuito.

48.  El sistema de almacenamiento térmico estará
dotado, en principio, de dos depósitos de sales
fundidas (dicha configuración podría cambiar
en función del futuro desarrollo de esta
tecnología): el depósito de sales calientes y el
depósito de sales frías
 En las horas de mayor radiación solar, una
fracción del aceite del campo solar se hace
circular a través del intercambiador de calor
del sistema de almacenamiento térmico
donde el aceite se enfría desde una
temperatura de 390 ºC hasta una de 300 ºC.
 Las sales se calienten desde 290º C a 380 º C
 Cuando la radiación solar es reducida se
invierte el proceso

49.  Mezcla de Nitrato de sodio 60% y Nitrato de
potasio 40%, lo que le confiere:
› Alta densidad de almacenamiento energético
(por unidad de masa o de volumen).
› Buena transferencia de calor.
› Estabilidad mecánica y química en el
almacenamiento del material.
› Compatibilidad química entre el material de
almacenamiento y el fluido transmisor (aceite).
› Disponibilidad para un alto número de cargas y
descargas de calor
› Pérdidas térmicas escasas
› Facilidad de control

51.  La turbina de vapor es de tipo condensación (presión de
salida inferior a la atmosférica). Suministra potencia
suficiente para que el alternador genere 49.9 MWe de
potencia nominal.
 Cuenta con dos etapas, recalentamiento intermedio
entre los cuerpos de alta y baja presión y cinco
extracciones en el cuerpo de baja presión para
precalentamiento regenerativo de agua.
 Los componentes del grupo están instalados en un marco
de base común incluyendo los componentes del sistema
de aceite. El tanque de aceite está dentro del marco
base. Toda la instrumentación está precableada a cajas
localizadas en la parte delantera del marco base

52.  Completamente encapsulado
 Tipo síncrono
 Refrigeración por aire
 Rotor liso
 Potencia nominal de 49,9 MW a 50 Hz
 Tensión de generación de 3 x 11 kV

53.  DESARROLLOS FUTUROS

54. CONSIDERACIONES PRINCIPALES
Temperatura máxima
Temperatura de solidificación
Características de transmisión de calor
Calor específico
Características de cambio de fase
Aspectos de seguridad
Aspectos Medioambientales
Coste
Vapor
saturado
Vapor
sobrecalentado
Aire
Sales
fundidas
Aceite
sintético

55. CONSIDERACIONES PRINCIPALES
Medio de almacenamiento: igual o distinto al de captación
Calor sensible o latente
Medio único o múltiple
Reacciones químicas reversibles
Volumen ocupado
Aspectos de seguridad
Velocidad carga/descarga
Coste
Hibridación: ¿Complemento o Alternativa?