Plantas termosolares. Estanques solares. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
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Ni los espejos de enfoque ni las células solares pueden generar energía durante la noche. Para ello, la energía solar acumulada durante el día debe almacenarse en acumuladores de calor. Este proceso ocurre naturalmente en los llamados estanques solares.
Los estanques solares tienen una alta concentración de sal en las capas de agua del fondo, una capa intermedia de agua no convectiva en la que la concentración de sal aumenta con la profundidad y una capa convectiva con una baja concentración de sal en la superficie. La luz del sol cae sobre la superficie del estanque y el calor se retiene en las capas inferiores del agua debido a la alta concentración de sal. El agua de alta salinidad, calentada por la energía solar absorbida por el fondo del estanque, no puede ascender debido a su alta densidad. Permanece en el fondo del estanque, calentándose gradualmente hasta casi hervir (mientras que las capas superiores de agua permanecen relativamente frías).
La "salmuera" caliente del fondo se utiliza de día o de noche como fuente de calor, gracias a la cual una turbina especial de refrigerante orgánico puede generar electricidad. La capa intermedia del estanque solar actúa como aislante térmico, evitando la convección y la pérdida de calor desde el fondo hacia la superficie. La diferencia de temperatura entre el fondo y la superficie del agua del estanque es suficiente para accionar el generador. El refrigerante, que pasa a través de las tuberías a través de la capa inferior de agua, se introduce más en el sistema cerrado de Rankin, en el que gira una turbina para producir electricidad.
1 - alta concentración de sal, 3 - capa intermedia, 3 - baja concentración de sal
Este tipo de central eléctrica ha sido probada en Beit Ha'Arava (Israel), cerca del Mar Muerto. Israel es el líder mundial en el uso de estanques solares de sal. Ormat Systems Inc. instaló varios de estos sistemas en el Mar Muerto.
El mayor de ellos tiene una capacidad de 5 MW. Un estanque de 20 hectáreas convierte la luz solar en electricidad con una eficiencia de alrededor del 1%. Las capas inferiores de agua en un estanque tienen una densidad muy alta. Aunque el estanque solar funcionó con éxito durante varios años, tuvo que cerrarse en 1989 por motivos económicos. El estanque solar más grande de los EE. UU. tiene 0,3 hectáreas en El Paso, Texas. Ha operado sin parar desde su apertura en 1986. Alimenta un turbogenerador Rankine de 70 kilovatios y una planta desalinizadora de 20 litros por día, además de suministrar calor de proceso a una planta de alimentos cercana.
La temperatura del agua en el estanque puede alcanzar y mantenerse por encima de 90°C en la zona de almacenamiento de calor. En los picos de potencia, esta planta es capaz de producir más de 100 kWh de electricidad por hora, y el volumen de agua potable desalada es de más de 350000 litros por día. Durante cinco años de funcionamiento, la planta ha generado más de 50000 kWh de electricidad.
Se construyó un estanque solar de sal artificial en Miamisburg (Ohio, EE. UU.). Se utiliza para climatizar la piscina municipal y la vivienda vacacional.
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