Almacenamiento de energía térmica a alta temperatura
Entre las tecnologías de energía renovable, la energía solar de concentración (ESC) tiene la ventaja considerable de que permite utilizar sistemas de almacenamiento de energía térmica (AET) económicos para acumular energía térmica. La opción más popular es la utilización del calor sensible de una sal fundida calentada hasta la temperatura requerida gracias a la radiación solar. El proyecto OPTS (Optimization of a thermal energy storage system with integrated steam generator), financiado con fondos europeos, se propuso desarrollar un nuevo sistema AET para la próxima generación de centrales ESC en base a una configuración de un único tanque para almacenar energía de manera innovadora y eficiente. Los resultados experimentales y de modelado demostraron la viabilidad de utilizar la estratificación (termoclina) de las sales fundidas tanto para el almacenamiento como para la transferencia de calor. En paralelo, se diseñó un generador de vapor integrado para las centrales ESC a gran escala, para lo cual este concepto innovador tendría que haberse verificado a una escala relevante. Sin embargo, la retirada de uno de los socios industriales del proyecto impidió la finalización de esta actividad. En cualquier caso, los resultados del modelado, los datos experimentales y los análisis preliminares del coste de los componentes sugieren que la nueva tecnología propuesta por OPTS es efectiva y competitiva en relación con los sistemas de almacenamiento ESC. En concreto, la utilización de la misma mezcla de sales fundidas para la transferencia y el almacenamiento de calor elimina la necesidad de costosos intercambiadores de calor entre los distintos fluidos de proceso. Además, el medio de transferencia térmica puede mantenerse a temperaturas más elevadas que los aceites, lo que posibilita una reducción del coste del sistema AET. La estratificación de la mezcla de sales se obtiene y mantiene gracias a un valor relativamente bajo de su conductividad térmica. De hecho, las sales se comportan como un aislante térmico que previene la conducción de calor entre capas. El equipo del proyecto OPTS estudió las propiedades termofísicas, de compatibilidad de materiales y de transferencia térmica de las sales fundidas empleadas. Dicho estudio incluyó el modelado de la zona de transición caliente/frío y el comportamiento del intercambiador de calor, así como el impacto del AET en las centrales ESC y el diseño de una planta de sección piloto. Una demostración con éxito de la escalabilidad de esta tecnología, con un sistema de hasta 12,5 MWt, permitirá su integración en las centrales ESC actuales y la consecución de los ambiciosos objetivos de la Iniciativa Industrial Europea sobre energía solar.
Palabras clave
Almacenamiento de energía térmica, energía renovable, energía solar de concentración, sales fundidas, OPTS
