¿Qué es el fluido de transferencia de calor?

El fluido de transferencia de calor se refiere a una mezcla diseñada de químicos que recolectan y transportan calor. Estos fluidos son una de las tecnologías clave que hacen posible la generación eléctrica a partir de un sistema de concentración de energía solar (CSP). Se deben determinar múltiples criterios de operación en la selección de un fluido de transferencia de calor adecuado.

Al concentrar los sistemas de energía solar (CSP), una tecnología avanzada de energía solar, la energía de la luz se convierte en calor. Esta es una distinción de los esquemas de energía solar fotovoltaica, donde la energía de la luz, capturada por las células fotoeléctricas, produce electricidad directamente. En un proceso CSP, la luz se concentra mediante espejos que enfocan la luz solar reflejada en los receptores, tubos a través de los cuales viaja el fluido de transferencia de calor. Los fluidos calientes se canalizan a la estación de generación de energía.

Una configuración CSP utiliza espejos parabólicos dispuestos en filas excepcionalmente largas que se parecen a las cuchillas de los grandes quitanieves de carreteras. El fluido de transferencia de calor viaja por los centros horizontales de los espejos, ganando calor a medida que se mueve de un espejo a otro. Otras configuraciones usan espejos planos circulares que enfocan la luz en receptores colgados sobre los espejos. A menudo, los sistemas tienen una función de seguimiento solar, donde los espejos pueden seguir el movimiento del sol a través del cielo.

El fluido caliente se bombea a una estación generadora de energía de turbina de vapor. Allí, el fluido calienta el agua, tomando el lugar del combustible en la estación eléctrica tradicional alimentada con combustibles fósiles. El circuito de agua hirviendo es idéntico, excepto por la variación en el diseño del intercambiador de calor entre el fluido de transferencia de calor y el agua. No hay necesidad de un colector de gas y mecanismos de escape.

El uso del fluido de transferencia de calor es notable por dos razones. En este esquema, no se consumió combustible; La energía provenía de la luz solar. Por lo tanto, no hay subproductos de combustión para ser manejados. CSP tiene las ventajas de combustible solar de las plantas fotovoltaicas, pero potencialmente puede lograr mayores eficiencias y mayores salidas eléctricas.

En segundo lugar, el calor se canalizaba literalmente de un lugar a otro. Los ingenieros generalmente piensan que el calor es un producto de desecho o un subproducto, pero no el portador de energía. El calor se conduce tan fácilmente a través de las paredes de las tuberías y los conductos, no se puede transportar fácilmente y se utiliza mejor en el sitio de generación. El uso de fluidos avanzados de transferencia de calor hace posible el transporte de calor.

Los fluidos de transferencia de calor deben diseñarse cuidadosamente para tener una alta capacidad de calor, alta estabilidad térmica y una amplia gama de temperaturas de operación. Deben permanecer líquidos o mantener propiedades compatibles con el sistema como gases. Un fluido de transferencia de calor típico tiene especificaciones de funcionamiento de 12 ^o C a 400 ^o C (54 ^o F a 752 ^o F).