Inspenet, 01 de noviembre 2023.
La agencia científica australiana CSIRO informó que su centro de investigación de concentración solar térmica en Nueva Gales del Sur ha alcanzado un significativo avance en el marco de una investigación centrada en el potencial de las “partículas cerámicas descendentes” para el almacenamiento de energía solar en forma de calor.
El equipo de tecnologías solares liderado por Jin-Soo Kim ha logrado por primera vez alcanzar una temperatura crítica de 803 °C en el receptor de partículas cerámicas descendentes mediante la aplicación de un enfoque innovador y novedoso.
“Esto es significativo porque crea la oportunidad de un mayor almacenamiento de energía renovable cuando se combina con nuestro intercambiador de calor patentado“, dijo Kim. “Esta tecnología es clave para suministrar energía renovable de bajo coste a escala para la descarbonización de la industria pesada australiana“.
Tecnología CST para el almacenamiento de energía solar
El núcleo de este innovador proceso se basa en la tecnología de Concentración Solar Térmica (CST). El concepto fundamental implica la utilización de espejos para enfocar la luz solar, convirtiéndola en calor que posteriormente puede ser almacenado o empleado en la generación de electricidad.
A pesar de que la CST no es una idea nueva, lo que está revolucionando el panorama en la actualidad son las partículas cerámicas. Estas son extremadamente finas y poseen una resistencia a temperaturas sumamente elevadas, lo que las convierte en la elección idónea para acumular grandes cantidades de calor.
Estas partículas calientes asumen la función de una especie de batería, permitiendo el almacenamiento de energía en forma de calor durante un período de hasta 15 horas. A medida que estas partículas se enfrían, liberan esta energía acumulada. Este enfoque tiene el potencial de suministrar energía de manera continua en cualquier momento que se necesite, incluso durante la noche y en situaciones de baja producción solar y eólica.
Las CST convencionales enfrentan restricciones en función de los fluidos de transferencia de calor que emplean. Por lo general, estos fluidos, como la sal fundida o el aceite de alta temperatura, tienen una capacidad máxima de resistencia al calor de aproximadamente 600 °C y 400 °C, respectivamente.
No obstante, las partículas cerámicas con las que trabaja el equipo científico son capaces de soportar temperaturas que superan los 1.000 °C. Estas partículas no solo absorben la energía calorífica del sol, sino que también la almacenan, lo que simplifica el sistema y conlleva una reducción de costos significativa.
En lo que respecta a la parte “descendente” de esta técnica, se basa en la utilización de la gravedad para calentar las diminutas partículas cerámicas de color oscuro. Cada una de estas partículas tiene un diámetro inferior a medio milímetro. El proceso implica el vertido de estas partículas desde una tolva ubicada en la parte superior de una torre, donde son calentadas a medida que atraviesan la intensidad de la radiación solar focalizada. En situaciones de cortocircuito, su temperatura puede elevarse rápidamente desde 500 °C a 800 °C, y con configuraciones más avanzadas, posiblemente incluso superar los 1.000 °C.
A diferencia de las técnicas convencionales, que dependen de tubos de acero, las partículas descienden libremente, lo que elimina las restricciones de calor asociadas al acero. Una vez calentadas, estas partículas se almacenan en un contenedor. Cuando se requieren, se emplean para generar vapor destinado a la producción de energía o para otras aplicaciones industriales.
El sistema experimental del CSIRO consta de 400 espejos, pero en una escala completa, podría involucrar más de 10,000 unidades de mayor tamaño. Estas instalaciones tienen la capacidad de generar una cantidad de energía comparable a la de una planta eléctrica de carbón de 100 MW.
“El reto no es tanto recoger la energía del sol, sino convertirla en calor de forma segura y eficiente y almacenarla para su uso posterior“, explica el investigador Wes Stein.
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