Una nueva forma de reducir el consumo de agua en plantas solares


El mundo se está moviendo hacia una economía energética sostenible para hacer frente a los desafíos climáticos y energéticos actuales. En este ámbito, los sistemas de energía solar concentrada (CSP) juegan un papel destacado.

Para reducir el consumo de agua para enfriar los módulos solares concentrados (CSP), los científicos han desarrollado una técnica de enfriamiento complementaria para los CSP enfriados por vía húmeda, combinando el método de enfriamiento radiativo con el almacenamiento en frío. (Fuente: Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong)

Los sistemas de CSP utilizan lentes y espejos distribuidos para enfocar la luz solar en los receptores de los paneles solares, que luego se convierten en electricidad mediante máquinas de vapor o turbinas. Para mantener una alta eficiencia de conversión de energía, las máquinas de vapor requieren enfriamiento periódico.

El calor residual de las máquinas de vapor generalmente se disipa en el proceso de enfriamiento húmedo que requiere mucha agua. Sin embargo, dado que estos sistemas pueden perder mucha agua por evaporación, necesitan un suministro constante de agua. Dado que la mayoría de las plantas de CSP se construyen en lugares cálidos y secos con recursos hídricos limitados, esta es una preocupación grave.

Un equipo de investigadores dirigido por el profesor Ronggui Yang de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Huazhong en China descubrió una forma de hacer que el proceso de enfriamiento sea menos intenso. Desarrollaron un sistema de enfriamiento que combinó el enfriamiento radiativo con el almacenamiento en frío y, junto con el enfriamiento húmedo, redujo significativamente el consumo anual de agua.

Cuando se le preguntó acerca de la motivación detrás de su estudio, el profesor Yang dice: “Los entornos hostiles, junto con la creciente demanda de agua en otros sectores como la agricultura, la industria y los hogares, compiten ferozmente con las centrales eléctricas por los recursos hídricos. Así que queríamos desarrollar una técnica que hiciera que el enfriamiento húmedo de la planta de energía fuera menos intensivo en agua y al mismo tiempo mantuviera la eficiencia térmica deseada”.

El sistema de refrigeración auxiliar del equipo combinó las ventajas de la refrigeración seca y húmeda. El enfriamiento radiante con almacenamiento en frío es un método de enfriamiento en seco que utiliza enfriadores hechos de materiales altamente reflectantes solares que pueden disipar el calor en ciertas longitudes de onda infrarrojas hacia el espacio sin absorción ambiental.

El método propuesto es una forma eficaz de mantener la eficiencia térmica de los reactores de CSP refrigerados por vía húmeda utilizando menos agua. Esta investigación podría ser útil para desarrollar mejores sistemas de refrigeración 24 horas al día, 7 días a la semana para plantas de CSP. “Se espera que el uso global de agua por parte de la industria de generación de energía se duplique en las próximas cuatro décadas. Nuestro diseño de sistema de enfriamiento complementario puede ayudar a satisfacer la creciente demanda de agua para las centrales eléctricas en regiones áridas en medio de desiertos y regiones áridas”, concluye el profesor Yang.




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