Tema: ¿Existen turbinas que trabajen a distintos ritmos en función de la producción de vapo

Hola soy solo una persona interesada en las energías renovables, así que igual mi pregunta no es muy interesante o acertada, disculpadme de antemano.
He estado leyendo temas de vuestro foro relacionados con las centrales solares termoeléctricas, en ellos por ejemplo he comprendido porque se usa la energía auxiliar, para mantener la temperatura del fluido térmico, también he entendido lo malo que es para las turbinas los arranques y paradas, por eso se sobredimensionan las centrales y se almacena calor, pero ¿se llegan a parar las turbinas?. ¿Existen turbinas que puedan trabajar durante la insolación a pleno rendimiento y tras esta, funcionar a “medio gas o a un cuarto de potencia”?.
Lo pregunto por que se me ocurre que si esto fuera posible se podría utilizar un combustible renovable pera evitar las paradas, caso que las haya.
Gracias

Hola, josesoleil:

Las turbinas de vapor, que son las que se utilizan en todas las centrales térmicas (de carbón, de biomasa, solares, nucleares ) funcionan por la energía contenida en ese vapor que utilizan, sin mirar cómo se ha conseguido. Es decir, a la turbina "le da igual" que el vapor lo calientes primero con rayos solares y después le des otro "calentón" en una caldera donde quemes biomasa, o carbón, o cualquier combustible que le aumente la temperatura, como si quieres emplear energía nuclear, que aunque sería disparatado, teóricamente sería correcto.

Otra cosa es que con todos los combustibles empleados, simultánea o secuencialmente, no se alcancen los valores nominales de presión y temperatura, en cuyo caso, tampoco tendrán valores nominales ni la velocidad de giro, ni la potencia mecánica transmitida al generador.

Más claro todavía: Una central térmica podría funcionar con sol, cuando hay sol, y con biomasa, cuando no hay sol. O con sales que se han calentado cuando había sol, para después cuando no haya sol.

Y en cada momento, a cada valor de la energía del vapor empleado le corresponde un valor de la potencia generada, que puede leerse en una gráfica que entrega el fabricante.

Un saludo.

hola mosejel:
Te agradezco tu rápida respuesta pero no se si he terminado de entenderte, quieres decir que existen turbinas que pueden funcionar a plena carga durante la insolación, y después de esta podrían reducir su producción o trabajo, al quedarse solo con una fuente de vapor inferior a la nominal o normal.

Predón por la intromisión...

Creo que lo que te ha querido decir Mosejel, es que las turbinas trabajan en condiciones nominales, sino disminuye el rendimiento y ya se sabe....$$$$. También creo que te ha dicho que para que la turbina siempre cuente con vapor, necesita otra fuente de calor para que ésta funcione cuando no hay sol.

Esta fuente puede ser de energía fósil convencional, tipo carbón, gas, etc... o biomasa.También la puedes obtener a partir de la energía acumulada en unos depósitos de sales que los llenas con el excedente de sol. Para que haya dicho excedente, debes calcular la superfície de captación suficiente, para que te funcione la turbina y se acumule la parte sobrante en las sales... (muy interesante, más que el gas y biomasa)

Saludos!

Hola Xavimarin:
Entonces según entiendo de lo que me contais, lo correcto es usar siempre la turbina en trabajo nominal.

Hola a todos:
¿Es muy frecuente que paren las centrales solares termoeléctricas?, he leído que dimensionan la acumulación en 10,5 horas a plena carga, por ejemplo, sin embargo aunque no es muy frecuente, incluso en el sur se dan varios días seguidos nublados..¿Que seria mejor para la turbina parar o trabajar a menos potencia?.
¿Los colectores con lente fresnel aprovechan la radiación difusa?

¿los fresnel no se palican en fotovoltaica?

Sí, en fotovoltaica de concentración se emplean lentes Fresnel muy "discretas".

Todos los sistemas de concentración, tanto por refracción con lentes Fresnel, como por reflexión con espejos cilindroparabólicos, discos paraboloidales, o espejos planos, aprovechan solamente los rayos directos del sol, porque sólo éstos tienen trayectorias que podemos considerar paralelas y se puede actuar sobre ellos para concentrarlos. Pero con los rayos de la radiación difusa, cada uno mirando para un sitio diferente ... es algo muy desordenado, imposible de hacer que se dirijan todos a la vez hacia el mismo sitio, como sí haría una lupa a la perfección, pero con radiación directa, no con rayos que vengan de todas direcciones.

Todos los motores y turbinas pueden funcionar a diferentes potencias, lo que ocurre es que trabajar a potencia nominal es la más interesante en casi todos los sentidos.

Por ejemplo, el motor de un coche funcionará a diferente potencia, según aprietes más o menos sobre el pedal del acelerador, según la capacidad del combustible que reciba, según la proporción entre combustible y aire ...

Otra cosa es hablar de velocidad crucero de un vehículo, o velocidad con la que el aprovechamiento del combustible es máximo.

Con las turbinas pasa lo mismo, pues según la fuerza y velocidad de los chorros de vapor que chocan sobre los álabes, así éstos girarán y moverán su masa con más o menos velocidad.

Y otra cosa muy diferente sería que el generador movido por la turbina pudiera girar a su velocidad nominal de sincronismo para conseguir que la energía eléctrica generada tuviera su frecuencia nominal.

Pero todos estos detalles los tendrá en cuenta el diseñador del sistema. No hay que preocuparse.

Un saludo.

Hola Mosejel, agradezco tu respuesta y la colaboración de xavimarín.
Tengo una idea para ubicar juntas una planta de biomasa y una central solar, es solo una idea, esa era la razón de las preguntas sobre los ritmos de las turbinas,
Si tuvieramos que dimensionar una central solar termoeléctrica en función del apoyo de vapor, que pudiese darle una planta de biomasa trabajando en cogeneración con ciclo conbinado, cual seria esa proporción, para que incluso en dias seguidos nublados la turbina no parase, y siguiera produciendo.
La energia que podemos convertir en vapor procedente de la biomasa, es un 20 % del total de lo que produce esta. Esta cantidad de vapor seria lo que va a asegurar que la túrbina no pare ni cuando se superen las horas de acumulación en sales, de la planta solar termoeléctrica, para que este resto de vapor genere correctamente electricidad, que porcentaje del nominal de la turbina seria el ideal, por ejemplo seria correcto un tercio del nominal de las turbinas.
Y perdonarme de antemano si soy pesado y no he comprendido el que lo que pregunto pueda ser un absurdo.
Por otro lado siguiendo las instrucciones del foro he colocado otra pregunta en su tema relacionado, pero no he obtenido respuesta, si no os molesta os lo voy a comentar aquí. ¿Es un hándicap la cercanía del mar para las solares térmoelectricas?, ¿se podría ubicar una de estas instalaciones en el sur de Alicante a 20 Km. de la costa?

Hola, José Soleil:

Se considera que la franja de terreno de 50 km de anchura, que linda con el mar, es zona húmeda con riesgo de corrosión para los metales, y como las plantas termosolares tienen elementos muy costosos, como los reflectores cilindroparabólicos, que serían muy sensibles a este fenómeno, pienso que no es aconsejable hacer este tipo de instalaciones a 20 km del mar, sino a un mínimo de 50 km. Es decir, en zonas lo más secas posible.

De lo otro que dices, sólo voy a decirte que cuando se emplea biomasa para apoyo de la termosolar, o al contrario, no se considera aconsejable realizar el gran gasto adicional que supone el sistema de acumulación de calor.

Y lo que se hace es que el calor del sol se emplea para elevar la temperatura del vapor hasta un valor determinado, y el apoyo de la biomasa consiste en que con ella se eleva todavía más la temperatura, y de esta forma se consigue una temperatura final, que no sería posible con la solar sola. (Me refiero durante las horas de sol). Y durante la noche y días nublados, sencillamente se aumenta el flujo de biomasa, para que la presión y temperatura nominales del vapor se alcancen sin ncesidad de sol.

Es decir, la central se diseña para un consumo determinado de biomasa, suponiendo que no va a haber sol, y cuando lo hay, se reduce este consumo, o sea, el sol sirve para ahorrar biomasa.

Para comprobar si es aconsejable hacer que las turbinas trabajen a temperaturas más bajas de la nominal, habría que hacer los cálculos correspondientes manejando los valores de entalpía del vapor, para su presión correspondiente, y ... tomar decisiones, pero más que hacerlas trabajar a media potencia, o a un cuarto de potencia, sería mejor parar 2 y dejar otras 2 funcionando, o parar 3 y dejar funcionando 1, o algo así.

El problema se presentaría cuando solamente se disponga de una gran turbina monstruosa.

Un saludo.

Hola Mosejel;...Yo creo que utilizar biomasa en las centrales termoeléntricas es una desvirtuación de lo que debe ser la utilización de la energía solar. Si el sol no aporta toda la energía ,es por que la planta no esta diseñada para que sea esta energía (LA SOLAR) la única utilizable.No se puede avanzar en esta tecnología apoyandose en la quema de matorrales.

Pues díselo a los que tengan que poner el dinero de su bolsillo, porque los "otros", esos se ponen a echar números y te sale un presupuesto que da miedo. (Me refiero a las centrales termosolares con almacenamiento de calor con disolución de sales o equivalentes).

Hay otros que se limitan a utilizar la energía solar, durante las horas que puedan, para ahorrar gasóil o gas natural en centrales convencionales, a las que se les ha añadido un módulo solar. (Cuando digo módulo, me refiero a su significado en español, que es equivalente a parte o trozo añadible a otro, pero no al significado inglés, que ha dado lugar a que se diga "módulo" fotovoltaico, porque más propiamente un módulo fotovoltaico sería cada instalación de 5 kW integrada en una huerta solar de 100 kW, por ejemplo).

Bueno, a mí ... también me entristece esto, y si solamente se quemaran matorrales ... En fin, ese sería otro tema para otro día.

Un saludo, Ergio.

Parece que existe duplicidad, y además es de una fecha anterior. (No entiendo este lío):

Pues díselo a los que tengan que poner el dinero de su bolsillo, porque los "otros", esos se ponen a echar números y te sale un presupuesto que da miedo. (Me refiero a las centrales termosolares con almacenamiento de calor con disolución de sales o equivalentes).

Hay otros que se limitan a utilizar la energía solar, durante las horas que puedan, para ahorrar gasóil o gas natural en centrales convencionales, a las que se les ha añadido un módulo solar. (Cuando digo módulo, me refiero a su significado en español, que es equivalente a parte o trozo añadible a otro, pero no al significado inglés, que ha dado lugar a que se diga "módulo" fotovoltaico, porque más propiamente un módulo fotovoltaico sería cada instalación de 5 kW integrada en una huerta solar de 100 kW, por ejemplo).

Bueno, a mí ... también me entristece esto, y si solamente se quemaran matorrales ... En fin, ese sería otro tema para otro día.

Un saludo, Ergio.

Gracias Mosejel:
No se porqué, había yo deducido que lo peor para la turbina era las paradas y por eso trataba de imaginar como se podría evitar esto. Voy a tratar de asimilar esto.
Entonces de la cuestión de la cercanía del mar lo peor es la corrosión, yo había supuesto que lo peor seria la condensación, junto con el polvo en suspensión, complicando la suciedad acumulada en los ccp, aumentando las necesidades de agua destilada, que he leído que se necesitan para limpiarlos.
Un saludo.

Amigo, has pensado en la hibridación solar ccp y biomasa ??? Así conseguirias que la turbina no tenga que parar nunca !! Nada de almacenamiento de sales ni nada de eso.. una caldera de biomasa y a correr.
Si quieres agua destilada, puedes generarla con el agua caliente residual de la turbina, si quieres más info de ésto último te la proporciono.
Soy Ingeniero Industrial Superior experto en inteniería térmica y energética.