{"id":134698,"date":"2021-03-15T11:35:52","date_gmt":"2021-03-15T10:35:52","guid":{"rendered":"http:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/?p=134698"},"modified":"2021-03-15T11:45:56","modified_gmt":"2021-03-15T10:45:56","slug":"construccion-de-un-campo-solar-lineal-beam-down-a-escala-de-laboratorio-para-su-integracion-con-procesos-industriales","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.madrimasd.org\/blogs\/energiasalternativas\/2021\/03\/15\/134698","title":{"rendered":"Construcci\u00f3n de un campo solar lineal Beam-down a escala de laboratorio para su integraci\u00f3n con procesos industriales"},"content":{"rendered":"

Autores: S. Taramona, A. L\u00f3pez Quiroz, J. G\u00f3mez-Hern\u00e1ndez, J. Villa Briongos y D. Santana<\/strong><\/p>\n

En l\u00ednea con el Acuerdo de Par\u00eds, que plantea el reto global de limitar el aumento de la temperatura media a menos de 2 \u00b0C comparado con niveles preindustriales, en Espa\u00f1a se ha desarrollado el Plan Nacional Integrado de Energ\u00eda y Clima para los pr\u00f3ximos 10 a\u00f1os, que establece objetivos como el aumento de la fracci\u00f3n del consumo final cubierto por fuentes renovables hasta un 42% y un incremento de la eficiencia energ\u00e9tica, de modo que se puedan reducir las emisiones de gases de efecto invernadero un 23% con respecto a los niveles de 1990. Con estos objetivos en mente es necesario un aumento en las investigaciones y en el desarrollo de tecnolog\u00edas basadas en fuentes de energ\u00eda renovables.<\/span><\/p>\n

Actualmente las principales fuentes de generaci\u00f3n renovable en Espa\u00f1a son la e\u00f3lica, la hidr\u00e1ulica y la solar fotovoltaica, representando aproximadamente el 55%, el 25% y el 9% de la generaci\u00f3n de origen renovable del a\u00f1o 2019 [1]. Por debajo de estas tres tecnolog\u00edas se encuentra la energ\u00eda solar t\u00e9rmica, que el a\u00f1o pasado represent\u00f3 un 5% de la generaci\u00f3n renovable; \u00e9sta tiene un gran potencial de desarrollo y mejora, tanto en el incremento del rendimiento de las tecnolog\u00edas, como en la reducci\u00f3n de costes asociados a su construcci\u00f3n y operaci\u00f3n. La energ\u00eda solar t\u00e9rmica se basa en el aprovechamiento de la irradiaci\u00f3n solar concentrada para incorporar el calor a un ciclo de potencia para generar electricidad, y como es necesario generar una gran cantidad de calor para obtener una potencia el\u00e9ctrica suficiente, resulta de inter\u00e9s la aplicaci\u00f3n de estas tecnolog\u00edas para generar el calor de proceso necesario en distintas industrias.<\/span><\/p>\n

Industria asf\u00e1ltica<\/strong><\/span><\/p>\n

El proceso de construcci\u00f3n de carreteras requiere de gran cantidad de energ\u00eda, donde la mayor parte se consume en el proceso de producci\u00f3n de las mezclas asf\u00e1lticas necesarias para la construcci\u00f3n de las v\u00edas, en Espa\u00f1a la m\u00e1s com\u00fan es la mezcla caliente, o HMA por \u201cHot Mixed Asphalt\u201d, que consiste en una mezcla de bitumen y \u00e1ridos secos y supone un 98% de las mezclas producidas; la calidad de este tipo de asfalto depende del grado de humedad presente en los \u00e1ridos, al estar m\u00e1s secos, mejor es la calidad.<\/span><\/p>\n

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Figura 1. Esquema de una planta asf\u00e1ltica. [3]<\/em><\/p>\n

Concentradores lineales Beam-down<\/strong><\/span><\/p>\n

Los colectores lineales Fresnel est\u00e1n compuestos de m\u00faltiples filas de espejos que concentran la irradiaci\u00f3n solar linealmente en un receptor ubicado a una altura superior. Al incorporar un reflector secundario que permita redirigir la concentraci\u00f3n hacia el suelo, modificaci\u00f3n propuesta en [4], es posible acoplar este tipo de campos solares a procesos que requieran el calentamiento de materiales pesados, ya que no es necesario elevarlos a una altura considerable para que reciban la irradiaci\u00f3n solar concentrada. Adicionalmente, al concentrar el calor de manera lineal y no puntual, como las torres solares, los concentradores lineales con Beam-down resultan adecuados para la incorporaci\u00f3n en procesos continuos que requieran calor.<\/span><\/p>\n

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\u00a0<\/strong>Figura 2. Esquema de un concentrador lineal Beam-down.<\/em><\/p>\n

Dise\u00f1o y construcci\u00f3n de un prototipo<\/strong><\/span><\/p>\n

Para estudiar la viabilidad de la aplicaci\u00f3n de tecnolog\u00edas de concentraci\u00f3n solar para generar calor de proceso se procede a dise\u00f1ar y construir un prototipo que permita realizar distintas mediciones para analizar. El prototipo est\u00e1 basado en los concentradores lineales Beam-down y dise\u00f1ado de modo que la estructura sea modular y de f\u00e1cil manipulaci\u00f3n, de manera que se pueda armar y desarmar de manera sencilla, y que se pueda almacenar ocupando el menor espacio posible. Tras simular el funcionamiento del campo dise\u00f1ado se obtiene una concentraci\u00f3n de alrededor de 10 soles para las 12 horas solares del 20 de marzo, utilizando 40 espejos planos.<\/span><\/p>\n

Actualmente el dise\u00f1o del prototipo est\u00e1 definido y se est\u00e1 procediendo a su construcci\u00f3n.<\/span><\/p>\n

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\n<\/a>Figura 3. Dise\u00f1o del prototipo.<\/em><\/p>\n

\"\"<\/a><\/p>\n

Figura 4. Montaje de espejos primarios.<\/em><\/p>\n

Referencias<\/strong><\/em><\/p>\n

[1] \u00abREData | Red El\u00e9ctrica de Espa\u00f1a\u00bb, Ree.es<\/em>, 2020. [online]. Available at:\u00a0https:\/\/www.ree.es\/es\/datos\/generacion\/estructura-renovables<\/a><\/p>\n

[Accessed: 10- Mar- 2021].<\/p>\n

[2] Peinado, D., de Vega, M., Garc\u00eda-Hernando, N., Marug\u00e1n-Cruz, C. (2011). Energy and exergy analysis in an asphalt plant\u00b4s rotary dryer.<\/em> [online] Madrid. Available at: http:\/\/dx.doi.org\/10.1016\/j.applthermaleng.2010.11.029<\/a><\/p>\n

\u00a0[Accessed 10- Mar- 2021].<\/p>\n

[3] U.S. Army Corps of Engineers, \u201cHot-Mix Asphalt Plant Operations\u201d in Hot-Mix Asphalt Paving Handbook 2000, United States of America, 2000, pp. 41-112. [online]. Available at:<\/p>\n

https:\/\/www.faa.gov\/documentLibrary\/media\/Advisory_Circular\/150_5370_14b_app1_part_II.pdf<\/a><\/p>\n

[Accessed 10- Mar- 2021].<\/p>\n

[4] G\u00f3mez-Hern\u00e1ndez, J., Gonz\u00e1lez-G\u00f3mez, P., Briongos, J. and Santana, D. (2020). Technical feasibility analysis of a linear particle solar receiver<\/em>. [online] Madrid. Available at: https:\/\/doi.org\/10.1016\/j.solener.2019.11.052<\/a><\/p>\n

[Accessed 10- Mar- 2021].<\/p>\n

Contacto<\/strong><\/p>\n

Domingo J. Santana, Investigador Principal del grupo UC3M-ISE del Programa ACES2030-CM\u00a0dsantana@ing.uc3m.es<\/a><\/p>\n

Coordina ACES2030-CM: Manuel Romero \u00c1lvarez. IMDEA Energ\u00eda<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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