{"id":130948,"date":"2010-08-31T11:15:12","date_gmt":"2010-08-31T10:15:12","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=130948"},"modified":"2010-08-31T11:16:40","modified_gmt":"2010-08-31T10:16:40","slug":"materiales-para-receptores-volumetricos-de-plantas-solares-de-torre","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2010\/08\/31\/130948","title":{"rendered":"Materiales para receptores volum\u00e9tricos de plantas solares de torre"},"content":{"rendered":"

Autora: [M\u00f3nica \u00c1lvarez de Lara Sanchez. CIEMAT]<\/strong><\/p>\n

En cualquier desarrollo tecnol\u00f3gico, la viabilidad de los sistemas pasa, entre numerosos factores, por la existencia, disponibilidad y selecci\u00f3n adecuada de los materiales para su construcci\u00f3n.<\/em><\/p>\n

En general, tanto el desarrollo de nuevos sistemas de producci\u00f3n de energ\u00eda, como el aumento de la eficiencia de los ya existentes, implican un aumento de las temperaturas de operaci\u00f3n. En el caso de la energ\u00eda solar concentrada, una de las lineas principales de investigaci\u00f3n est\u00e1 centrada ademas, en desarrollar una generaci\u00f3n de centrales y sistemas termosolares que permitan la obtenci\u00f3n de energ\u00eda de forma m\u00e1s eficiente, gestionable y modular y, dentro de \u00e9sta, en la investigaci\u00f3n en receptores solares volum\u00e9tricos dise\u00f1ados para su aplicaci\u00f3n a muy altos flujos de radiaci\u00f3n solar y alta temperatura. Estos receptores est\u00e1s formados por estructuras porosas tridimensionales que reciben la radiaci\u00f3n concentrada y transfieren el calor a un fluido, normalmente gas, que atraviesa la estructura. Los absorbedores volum\u00e9tricos multiplican considerablemente la superficie de contacto entre el material del absorbedor y el fluido que lo atraviesa, permitiendo potenciar la transferencia de calor convectivo y, por ello, trabajar a grandes flujos solares. La elecci\u00f3n de materiales cer\u00e1micos para los receptores volum\u00e9tricos permite incrementar la temperatura de trabajo hasta 1200-1300 \u00baC, muy por encima de la temperatura t\u00edpica de los met\u00e1licos, 700-800\u00baC.<\/p>\n

La producci\u00f3n de electricidad a partir de estos sistemas se encuentra todav\u00eda en el umbral del desarrollo de su capacidad real ya que, actualmente, los sistemas comerciales de producci\u00f3n est\u00e1n funcionando tambien como proyecto piloto para propietarios, fabricantes, ingenier\u00edas y, en general, todo el sector involucrado en su dise\u00f1o, construci\u00f3n y explotaci\u00f3n. Una de las razones para esta falta de conocimiento preciso y experiencia en operaci\u00f3n es la gran diversidad de dise\u00f1os existentes.<\/p>\n

Ademas, est\u00e1 demostrado que la viabilidad de un desarrollo tecnol\u00f3gico depende, entre otros factores, de la disponibilidad y selecci\u00f3n correcta de los materiales para su construcci\u00f3n. Tanto el medio como las condiciones de operaci\u00f3n, son factores determinantes en la resistencia del material construcci\u00f3n de un componente frente a los procesos de degradaci\u00f3n que puede sufrir durante su vida estimada. \u00c9stos han de ser tenidos en cuenta a la hora de establecer los principios de selecci\u00f3n. Un primer criterio es el rango de temperatura en el que se quiera operar. As\u00ed, se est\u00e1n desarrollando diferentes tipos de absorbedores:<\/p>\n

– Absorbedores volum\u00e9tricos met\u00e1licos para uso entre 600 y 800o<\/sup>C<\/p>\n

– Absorbedores volum\u00e9tricos cer\u00e1micos para uso entre 900 y 1200o<\/sup>C<\/p>\n

El empleo de aleaciones met\u00e1licas para la construcci\u00f3n de los absorbedores supone, una serie de ventajas que abarcan desde las puramente tecnol\u00f3gicas hasta las comerciales. Por una parte, las aleaciones met\u00e1licas han sido ampliamente estudiadas y desarrolladas para su utilizaci\u00f3n en multitud de aplicaciones industriales, por lo que existen aleaciones dise\u00f1adas espec\u00edficamente para su utilizaci\u00f3n a alta temperatura en diferentes tipos de atm\u00f3sferas (oxidantes reductoras, gases \u00e1cidos, …). Esto supone, que tambi\u00e9n el grado de desarrollo de los procesos de fabricaci\u00f3n y conformado est\u00e1 muy avanzado, lo que implica que los costes de construcci\u00f3n y montaje de sistemas e instalaciones basadas en aleaciones met\u00e1licas son m\u00e1s reducidos.<\/p>\n

Desde el punto de vista del rendimiento del absorbedor, para la selecci\u00f3n de la aleaci\u00f3n se tendr\u00e1 tambi\u00e9n en cuenta el requisito de alta absortividad, es decir, materiales que tengan lo que se denomina una oxidaci\u00f3n en \u201cnegro\u201d. Las aleaciones mas utilizadas hasta la actualidad son los aceros inoxidables, con alto contenido en cromo y n\u00edquel, y algunas aleaciones de n\u00edquel, con alto contenido en cromo, ya que ambos elementos tienen capacidad para formar f\u00e1cilmente \u00f3xidos de color negro.<\/p>\n

Los absorbedores volum\u00e9tricos cer\u00e1micos trabajan en el entorno de los 1000\u00baC, con focos localizados que pueden alcanzar 1400\u00baC y atm\u00f3sfera oxidante. Estas exigencias reducen considerablemente los materiales candidatos para la fabricaci\u00f3n de absorbedores, siendo los m\u00e1s adecuados las cer\u00e1micas ox\u00eddicas. De entre estos la al\u00famina ser\u00eda un material ideal, por sus prestaciones y su bajo coste. Sin embargo es un material de color blanco, siendo sus caracter\u00edsticas \u00f3pticas y de absortividad muy poco satisfactorias. No obstante, existen t\u00e9cnicas superficiales que permiten recubrir esta al\u00famina para otorgarle propiedades \u00f3pticas superficiales adecuadas, manteniendo el material base sus propiedades. Tambi\u00e9n se pueden usar materiales cer\u00e1micos no ox\u00eddicos, cuyo problema fundamental radica en su baja resistencia a la oxidaci\u00f3n, muy acusada en los nitruros. De la familia de los carburos cer\u00e1micos nos encontramos el carburo de silicio como el mejor. Este material posee una mayor conductividad t\u00e9rmica, as\u00ed como mejores propiedades \u00f3pticas y de absortividad que la al\u00famina. Sin embargo, su oxidaci\u00f3n puede iniciarse levemente a temperaturas muy inferiores a la de servicio, form\u00e1ndose una capa de \u00f3xido de silicio con comportamiento diferente al material base, que reduce la vida \u00fatil del componente.<\/p>\n

\u00a0Por todo esto, existe una gran necesidad en aumentar el conocimiento y el desarrollo de materiales que permitan la obtenci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica a partir de la radiaci\u00f3n solar concentrada.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Autora: [M\u00f3nica \u00c1lvarez de Lara Sanchez. CIEMAT] En cualquier desarrollo tecnol\u00f3gico, la viabilidad de los sistemas pasa, entre numerosos factores, por la existencia, disponibilidad y selecci\u00f3n adecuada de los materiales para su construcci\u00f3n. En general, tanto el desarrollo de nuevos sistemas de producci\u00f3n de energ\u00eda, como el aumento de la eficiencia de los ya existentes, implican un aumento de las temperaturas de operaci\u00f3n. En el caso de la energ\u00eda solar concentrada, una de las lineas principales de investigaci\u00f3n est\u00e1 centrada ademas, en desarrollar una generaci\u00f3n de centrales y sistemas termosolares que permitan la obtenci\u00f3n de energ\u00eda de forma m\u00e1s eficiente,\u2026<\/p>\n","protected":false},"author":29,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"ngg_post_thumbnail":0},"categories":[545,549],"tags":[],"blocksy_meta":{"styles_descriptor":{"styles":{"desktop":"","tablet":"","mobile":""},"google_fonts":[],"version":4}},"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/130948"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/users\/29"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=130948"}],"version-history":[{"count":2,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/130948\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":130950,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/130948\/revisions\/130950"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=130948"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=130948"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=130948"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}