ES2630170T3 - Método y sistema para almacenar calor solar - Google Patents

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ES2630170T3 ES11839351.1T ES11839351T ES2630170T3 ES 2630170 T3 ES2630170 T3 ES 2630170T3 ES 11839351 T ES11839351 T ES 11839351T ES 2630170 T3 ES2630170 T3 ES 2630170T3
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Abstract

Un método de almacenamiento térmico solar para almacenar el calor procedente de la energía de la luz solar usando una capa de cerámica reactiva (21) que se transforma de una forma oxidada a una forma reducida con una liberación de oxígeno cuando se calienta y vuelve a la forma oxidada cuando se pone en contacto con oxígeno, comprendiendo el método de almacenamiento térmico solar: una etapa de irradiación de haz concentrado (S1) para irradiar una capa de cerámica reactiva (21) con un haz concentrado (CB) obtenido concentrando la luz solar para calentar la misma; y una etapa de almacenamiento térmico (S2) para almacenar el calor emitido desde la capa de cerámica en el medio de almacenamiento térmico (4) mientras que la capa de cerámica reactiva calentada en la etapa de irradiación de haz concentrado se pone en contacto con un gas (G) que contiene oxígeno; en el que la capa de cerámica reactiva se mueve con el fin de pasar a una primera posición en la que se irradia por dicho haz concentrado y pasar a una segunda posición en la que emite dicho calor; en el que la etapa de irradiación de haz concentrado y la etapa de almacenamiento térmico se realizan repetidamente sobre la capa de cerámica reactiva; en el que el medio de almacenamiento térmico se proporciona con el fin de que tenga un pequeño hueco entre el medio de almacenamiento térmico y la capa de cerámica reactiva; y en el que el calor se transfiere al medio de almacenamiento térmico a través de la radiación procedente de la capa de cerámica reactiva y la convección del aire generado entre la capa de cerámica reactiva y el medio de almacenamiento térmico.

Description

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DESCRIPCION
Metodo y sistema para almacenar calor solar Campo tecnico
La presente invencion se refiere a un metodo de almacenamiento termico solar y un sistema para almacenar calor usando la energfa de la luz solar.
Antecedentes de la tecnica
En los ultimos anos, ha habido un creciente interes por la generacion de ene^a usando energfas renovables, tales como la luz solar y la energfa eolica desde el punto de vista de la proteccion medioambiental global. Sin embargo, puesto que dicha energfa renovable disminuye la estabilidad debido a su dependencia de las condiciones climaticas o similares, parece diffcil que la energfa renovable desempene un papel como fuente de energfa de base.
Por el contrario, la energfa solar que usa el calor solar genera energfa de tal manera que concentra la luz solar con una lente y hace rotar una turbina con el vapor generado por el calor resultante de la concentracion de la luz solar. Es decir, siempre que la luz solar golpea fuertemente en todo momento, es posible generar energfa de manera estable y economica. Por esta razon, los pafses que tienen regiones deserticas y regiones secas han promovido la introduccion de la generacion de energfa solar, y ha habido una creciente demanda de una energfa termica solar excelente en rentabilidad y fiabilidad a nivel internacional.
El almacenamiento de energfa termica solar es una tecnologfa recomendada para responder a la demanda de una energfa termica solar excelente en rentabilidad y fiabilidad puesto que la energfa termica concentrada en un sistema de energfa solar concentrada (CSP) puede almacenarse directamente sin necesidad de transformar la energfa termica solar en otra forma de energfa. Tengase en cuenta que la energfa termica puede almacenarse en un recipiente aislado y recogerse a traves de un motor termico o similar que genere electricidad (es decir, puede transformarse en energfa electrica).
En cuanto a la energfa solar, la literatura de patente 1, por ejemplo, propone un colector termico de luz solar que recoge energfa termica solar con alta eficiencia y alta calidad y almacena la misma en un medio de calentamiento, un reflector de concentracion de luz solar, un sistema de concentracion de luz solar y un sistema que usa energfa de luz solar, usando cada uno el colector termico de luz solar.
Ademas, la literatura de patente 1 divulga un sistema de concentracion de luz solar de haz descendente como un sistema que concentra luz solar. Tengase en cuenta que el sistema de concentracion de luz solar de haz descendente tambien se divulga en la literatura de no patente 2.
El documento US 2010/0215897 A1 divulga unos recubrimientos de espinela de ferrita metalica que son capaces de almacenar energfa, tal como energfa solar, y liberar esa energfa almacenada a traves de una reaccion de reduccion- oxidacion. El documento CN 101737957 A divulga un calentador de aire, con un cuerpo rotatorio de absorcion de calor, para una central de energfa termica solar.
En este caso, como se muestra en la figura 6, el sistema de concentracion de luz solar de haz descendente se refiere a un sistema en el que una pluralidad de espejos reflectores (heliostatos) 61 esta dispuesta sobre el suelo y la luz de reflexion de la luz solar SB reflejada por la pluralidad de heliostatos 61 se refleja hacia abajo por un espejo reflectante de concentracion de luz 62 dispuesto en un lugar alto y concentrado en un colector de calor 63.
Referencia de la tecnica anterior
Literatura de patente
Literatura de patente 1: WO 2006/025449 Literatura de no patente
Literatura de no patente 1: “A molten salt system with a ground base-integrated solar receiver storage tank por E. Epstein, A. Segal y A. Yogev, J. Phys. IV Francia 9, 95-104 (1999).
Sumario de la invencion
Problemas a resolver por la invencion
El sistema de concentracion de luz solar de haz descendente divulgado en la literatura de patente 1 y la literatura de no patente 1 da lugar al problema de que puede concentrarse luz solar y suministrarse calor de aproximadamente
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1000 a 1300 Kelvin (K) (de aproximadamente 700 a 1000 °C) a una instalacion o construccion externa (en lo sucesivo en el presente documento denominada instalacion externa) durante la jornada diurna, pero no puede suministrar calor de la alta temperatura mencionada a la instalacion externa durante un penodo de tiempo prolongado (por ejemplo, 12 horas) durante la jornada nocturna, ya que el calor se almacena en un medio de calentamiento (sal fundida) que circula por el interior de una tubena.
Ademas, una velocidad de generacion de calor que usa un haz concentrado de alto flujo es mas rapida que una velocidad de conductividad termica de un material de almacenamiento termico. Por lo tanto, en un caso en el que el calor se almacena en un medio de calentamiento como en la literatura de patente 1, es realmente diffcil equilibrar la velocidad de generacion de calor y la velocidad de conductividad termica. Este problema puede resolverse, por ejemplo, mediante la circulacion del medio de calentamiento a una velocidad muy rapida, pero el metodo no es preferible ya que la instalacion se hace mas compleja y mas grande y se reduce la eficiencia termica.
La presente invencion se ha hecho en vista de las circunstancias anteriores y tiene como objeto proporcionar un metodo de almacenamiento termico solar y un sistema capaz de suministrar calor de aproximadamente 1000 a 1300 K a una instalacion externa durante 24 horas con una configuracion simple.
Medios para solucionar el problema
La presente invencion proporciona un metodo de almacenamiento termico solar para almacenar el calor procedente de la energfa de la luz solar usando una capa de ceramica reactiva que se transforma de una forma oxidada a una forma reducida con una liberacion de oxfgeno cuando se calienta y vuelve a la forma oxidada cuando se pone en contacto con el oxfgeno, comprendiendo el metodo de almacenamiento termico solar: una etapa de irradiacion de haz concentrado para irradiar una capa de ceramica reactiva con un haz concentrado obtenido por concentracion de luz solar para calentar la misma; y una etapa de almacenamiento termico para almacenar el calor emitido desde la capa de ceramica reactiva en el medio de almacenamiento termico mientras que la capa de ceramica reactiva calentada en la etapa de irradiacion de haz concentrado se pone en contacto con el gas que contiene oxfgeno; en el que la capa de ceramica reactiva se mueve con el fin de pasar a una primera posicion en la que se irradia por dicho haz concentrado y pasa a una segunda posicion en la que emite dicho calor; en el que la etapa de irradiacion de haz concentrado y la etapa de almacenamiento termico se realizan repetidamente sobre la capa de ceramica reactiva; en el que el medio de almacenamiento termico se proporciona con el fin de que tenga un pequeno hueco entre el medio de almacenamiento termico y la capa de ceramica reactiva; y en el que el calor se transfiere al medio de almacenamiento termico a traves de la radiacion procedente de la capa de ceramica reactiva y la conveccion del aire generada entre la capa de ceramica reactiva y el medio de almacenamiento termico.
La presente invencion incluye, preferentemente, una etapa de extraccion de calor para hacer circular un medio de calentamiento para extraer el calor almacenado en el medio de almacenamiento termico al exterior del medio de almacenamiento termico despues de la etapa de almacenamiento termico.
Ademas, la presente invencion proporciona un sistema de almacenamiento termico solar para realizar el metodo de almacenamiento termico solar anterior, incluyendo el sistema de almacenamiento termico solar un cuerpo de rotacion que tiene una capa de ceramica reactiva formada en una superficie delantera del mismo, formandose la capa de ceramica reactiva mediante el uso de una ceramica reactiva que se transforma de una forma oxidada a una forma reducida con una liberacion de oxfgeno cuando se calienta; un medio de accionamiento para hacer rotar el cuerpo de rotacion en una direccion periferica; un elemento de aislamiento termico proporcionado con el fin de cubrir una superficie periferica exterior del cuerpo de rotacion y que tiene una parte de abertura que permite que el cuerpo de rotacion se irradie con un haz concentrado obtenido por concentracion de luz solar; un medio de almacenamiento termico dispuesto cerca del cuerpo de rotacion en una posicion distante de la parte de abertura; y un medio de suministro de gas para suministrar el gas que contiene el oxfgeno al cuerpo de rotacion, estando el medio de suministro de gas dispuesto en cualquier posicion en una parte intermedia de un intervalo hasta que el cuerpo de rotacion alcanza en rotacion el medio de almacenamiento termico despues de pasar a traves de la parte de abertura; en el que el calor se transfiere al medio de almacenamiento termico a traves de la radiacion y la conveccion procedentes de la capa de ceramica reactiva.
En la presente invencion, la capa de ceramica reactiva esta formada, preferentemente, de ferrita de mquel. Ademas, en la presente invencion, el medio de almacenamiento termico incluye, preferentemente, un medio de extraccion de calor para hacer circular un medio de calentamiento para extraer el calor almacenado en el medio de almacenamiento termico al exterior del medio de almacenamiento termico. Ademas, en la presente invencion, el cuerpo de rotacion es, preferentemente, un cuerpo cilmdrico formado de fibras de alumina. En la presente invencion, el medio de almacenamiento termico se forma, preferentemente, usando un material de almacenamiento termico formado por al menos uno de entre un material de carbono y sal.
Efecto de la invencion
De acuerdo con la presente invencion, es posible proporcionar un metodo de almacenamiento termico solar capaz de suministrar calor de aproximadamente 1000 a 1300 K a una instalacion externa durante 24 horas. Ademas, de
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acuerdo con la presente invencion, es posible proporcionar un sistema de almacenamiento termico solar capaz de suministrar calor de aproximadamente 1000 a 1300 K a una instalacion externa durante 24 horas.
Breve descripcion de los dibujos
La figura 1 es un diagrama de flujo que muestra el flujo de un metodo de almacenamiento termico solar de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;
la figura 2 es un diagrama explicativo para explicar el esquema de reaccion y transferencia de calor;
la figura 3 es un diagrama de configuracion que muestra la configuracion de un aparato de almacenamiento
termico solar de acuerdo con una realizacion de la presente invencion;
la figura 4 es una grafica que muestra los resultados de simulacion de una operacion de 8 horas en un modo diurno, en la que el eje horizontal representa el tiempo de operacion (jornada diurna) (hora), el primer eje vertical representa la cantidad acumulada de calor almacenado (MJ) (curva B) y la temperatura del calor almacenado (0,1 K) (curva D), y el segundo eje vertical representa la cantidad de calor de salida por hora (kJ/h) (curva C); la figura 5 es una grafica que muestra la relacion entre la distribucion de temperatura (K) y la distribucion de cantidad de calor almacenado (MJ/m) en relacion con la altura de un tanque de almacenamiento termico, en la que el eje horizontal representa la altura (m) y el eje horizontal representa la distribucion de temperatura (K) y la distribucion de cantidad de calor almacenado (MJ/m); y
la figura 6 es un diagrama conceptual para explicar un ejemplo convencional de un sistema de concentracion de luz solar de haz descendente.
Realizaciones para realizar la invencion
En lo sucesivo en el presente documento, haciendo referencia a los dibujos, segun se requiera, se proporcionara una descripcion detallada de los modos (realizaciones) para realizar la presente invencion.
[Metodo de almacenamiento termico solar]
Haciendo referencia a la figura 1, se proporcionara en primer lugar una realizacion de un metodo de almacenamiento termico solar de acuerdo con la presente invencion. Como se muestra en la figura 1, el metodo de almacenamiento termico solar de acuerdo con la realizacion de la presente invencion incluye una etapa de irradiacion de haz concentrado S1 y una etapa de almacenamiento termico S2.
(Etapa de irradiacion de haz concentrado)
La etapa de irradiacion de haz concentrado S1 se refiere a la etapa para irradiar una capa de ceramica reactiva con un haz concentrado obtenido por concentracion de luz solar para calentar la misma mientras se mueve la capa de ceramica reactiva formada usando una ceramica reactiva que se transforma de una forma oxidada a una forma reducida con la liberacion de oxfgeno cuando se calienta y vuelve a la forma oxidada cuando se pone en contacto con el oxfgeno.
Los ejemplos de medios para obtener el haz concentrado pueden incluir una pluralidad de heliostatos y un sistema de concentracion de luz solar de haz descendente que refleja la luz reflejada por los heliostatos hacia abajo a traves de un espejo de reflexion de concentracion de luz dispuesto en un lugar alto. Espedficamente, el medio se describe en el documento WO 2006/025449 y en “A molten salt system with a ground base-integrated solar receiver storage tank por E. Epstein, A. Segal y A. Yogev, J. Phys. IV Francia 9, 95-104 (1999). Tengase en cuenta que el medio para obtener el haz concentrado no se limita a los mismos sino que puede incluir, por ejemplo, una lente de concentracion.
El haz concentrado obtenido por el medio anterior tiene un alto flujo de aproximadamente 1300 a 2000 kW/m2. Con el haz concentrado de un alto flujo como este, la capa de ceramica reactiva 21 puede calentarse hasta aproximadamente 1800 K, como se describira a continuacion, y el calor puede almacenarse en un medio de almacenamiento termico como se describira a continuacion.
Los ejemplos de las ceramicas reactivas pueden incluir ceramicas de oxido ferrico. Espedficamente, los ejemplos de las ceramicas reactivas pueden incluir ferrita. Mas espedficamente, los ejemplos de las ceramicas reactivas pueden incluir ferrita espinela (AFe2O4 (donde A representa uno de entre Mn, Co, Ni, Cu y Zn)). En particular, la NiFe2O4 (ferrita de Ni, ferrita de mquel) puede ser la de uso mas adecuado. Ademas, tambien pueden usarse Mn2O3 (oxido de manganeso), Co3O4 (oxido de cobalto) o similares.
La capa de ceramica reactiva puede moverse por cualquier medio. Por ejemplo, una capa de ceramica reactiva formada usando las ceramicas reactivas se forma sobre la superficie periferica exterior de un cuerpo de rotacion cilmdrico, y el cuerpo de rotacion se hace rotar por un medio de accionamiento, tal como un motor. De esta manera, la capa de ceramica reactiva puede moverse como se ha descrito anteriormente.
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(Etapa de almacenamiento termico)
La etapa de almacenamiento termico S2 subsiguiente hace referencia a la etapa para almacenar el calor emitido desde la capa de ceramica reactiva en el medio de almacenamiento termico mientras que la capa de ceramica reactiva calentada en la etapa de irradiacion de haz concentrado S1 se pone en contacto con un gas que contiene oxfgeno. Tengase en cuenta que la capa de ceramica reactiva se mueve continuamente, incluso en la etapa de almacenamiento termico S2.
El gas que contiene oxfgeno puede ser cualquier sustancia que contenga oxfgeno. Por ejemplo, puede usarse aire como tal. Tengase en cuenta que el gas oxfgeno que tiene una alta concentracion de oxfgeno suministrado desde un cilindro de oxfgeno o similar tambien puede usarse solo o en combinacion con aire en cualquier proporcion.
El medio de almacenamiento termico se forma, preferentemente, usando un material de almacenamiento termico formado por al menos uno de entre, por ejemplo, un material de carbono y sal. Los ejemplos del material de carbono pueden incluir grafito, un compuesto de carbono, o similares. Ademas, los ejemplos de la sal pueden incluir NaCl, sal de roca o similares. Tengase en cuenta que en el caso de usar el material de carbono, el material de carbono no esta, preferentemente, en contacto con oxfgeno para evitar la combustion. Con el fin de realizar esto, por ejemplo, un recipiente sellado que aloja el material de carbono se evacua o se llena con un gas inerte tal como helio y argon.
Como se describira a continuacion, el medio de almacenamiento termico se proporciona con el fin de tener un pequeno hueco entre el medio de almacenamiento termico y la capa de ceramica reactiva. En este caso, la transferencia de calor desde la capa de ceramica reactiva al medio de almacenamiento termico se realiza mediante la radiacion del calor procedente de la capa de ceramica reactiva y la conveccion del aire generada entre la capa de ceramica reactiva y el medio de almacenamiento termico.
Despues de la transferencia de calor al medio de almacenamiento termico en la etapa de almacenamiento termico S2, el proceso vuelve a la etapa de irradiacion de haz concentrado S1 para realizar repetidamente las mismas operaciones. De esta manera, el calor solar puede almacenarse de manera continua y eficiente en el medio de almacenamiento termico. Ademas, si la capacidad del medio de almacenamiento termico se controla apropiadamente, el medio de almacenamiento termico puede almacenar el calor con una cantidad de calor que permite el suministro de calor a una instalacion externa durante la jornada nocturna (durante aproximadamente 12 horas) en la que no puede obtenerse luz solar.
El metodo de almacenamiento termico solar de acuerdo con la realizacion descrita anteriormente incluye ademas, preferentemente, una etapa de extraccion de calor.
(Etapa de extraccion de calor)
La etapa de extraccion de calor (no mostrada en la figura 1) hace referencia a la etapa para hacer circular un medio de calentamiento para extraer el calor almacenado en el medio de almacenamiento termico en el exterior del medio de almacenamiento termico, es decir, una instalacion externa. La etapa puede realizarse mediante el intercambio de calor entre el medio de almacenamiento termico y la instalacion externa, y el calor de aproximadamente 1000 a 1300 K puede suministrarse a la instalacion externa.
(Esquema de reaccion y transferencia de calor)
En el metodo de almacenamiento termico solar de acuerdo con la realizacion descrita anteriormente, la reaccion y la transferencia de calor que se muestran en la figura 2 se realizan entre el haz concentrado, la capa de ceramica reactiva y el medio de almacenamiento termico de acuerdo con las etapas respectivas descritas anteriormente.
En primer lugar, tal como se muestra en la figura 2, en la fase primaria de la etapa de irradiacion de haz concentrado S1, se absorbe calor espedfico hasta la cantidad de limitacion de absorcion de calor espedfico (1800 K) por el haz concentrado de 1000 a 2000 kW/m2. Al mismo tiempo, la energfa del haz concentrado se absorbe por un fenomeno de defecto de Frenckel sin equilibrio. El fenomeno hace referencia a una reaccion qrnmica en terminos de cambios de coordinacion en la estructura reticular solida, que actua como una reaccion endotermica con un cambio de alta entalpfa, es decir, un estado sin equilibrio en la estructura de defecto de Frenckel. Por lo tanto, la reaccion puede absorber la energfa del haz concentrado con el cambio de alta entalpfa de un material de reaccion. Ademas, puesto que la etapa es un movimiento anionico (o cationico) en la estructura reticular, se supone que la reaccion qrnmica en la etapa actua de acuerdo con la absorcion de energfa de haz concentrado. Tengase en cuenta que el estado sin equilibrio en la estructura de Frenckel en la reaccion qrnmica se forma despues de la absorcion de energfa de alto flujo.
A medida que la temperatura de la ceramica reactiva alcanza aproximadamente 1800 K, la velocidad de reaccion de la formacion de gas O2 a partir del oxfgeno reticular (O2) se hace grande. Ademas, la energfa absorbida por la estructura de defecto de Frenckel sin equilibrio (formacion con vacante de oxfgeno) se transforma en la energfa qrnmica de la forma reducida del material generado con la reaccion de liberacion de gas O2. Es decir, se produce
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una transformacion de energfa qmmica de forma reducida (reaccion endotermica) con la reaccion de la liberacion rapida de oxfgeno (vease la figura 2). En otras palabras, en la etapa de irradiacion de haz concentrado S1, el haz concentrado se absorbe por la ceramica reactiva y, a continuacion, se transforma en la energfa qmmica de la forma reducida del material ceramico.
A continuacion, en la etapa de almacenamiento termico S2, la ceramica reactiva transformada en la forma reducida en la etapa anterior se oxida con el fin de generar calor mediante el gas O2 suministrado en esta etapa de almacenamiento termico S2 (reaccion exotermica). La reaccion de oxidacion tiene lugar a aproximadamente 14001600 K, de 200 a 400 K por debajo con respecto a la etapa de irradiacion de haz concentrado S1. Tengase en cuenta que la entalpfa cambia con la reaccion exotermica (cambio de entalpfa exotermica) (vease la figura 2).
En la etapa de almacenamiento termico S2, el calor correspondiente a una disminucion de la temperatura de 1800 K a 1300 K de la absorcion de calor espedfico de la ceramica reactiva, es decir, el calor de 500 K, se transfiere al medio de almacenamiento termico por la radiacion y la conveccion de la capa de ceramica reactiva. Al mismo tiempo, el calor correspondiente al cambio de entalpfa exotermica contenido en la capa de ceramica reactiva se transfiere al medio de almacenamiento termico por la radiacion y la conveccion (vease la figura 2). Como resultado, el calor de aproximadamente 1000 a 1300 K se almacena en el medio de almacenamiento termico.
Puesto que el proceso retorna a la etapa de irradiacion de haz concentrado S1 despues de la etapa de almacenamiento termico S2, la capa de ceramica reactiva calentada por el haz concentrado se somete continuamente a la misma reaccion qmmica (reaccion reducida acompanada de absorcion de calor y reaccion de oxidacion acompanada de generacion de calor) como se ha descrito anteriormente.
Se describira con detalle el esquema descrito anteriormente tomando como ejemplo un caso en el que se usa ferrita de Ni como la ceramica reactiva y el grafito se usa como el material de almacenamiento termico del medio de almacenamiento termico.
La capa de ceramica reactiva irradiada con el haz concentrado en la etapa de irradiacion de haz concentrado S1 se calienta a aproximadamente 1300 a 1800 K. En un caso en el que se usa ferrita de Ni como la ceramica reactiva, el cambio de entalpfa en la estructura de defecto de Frenckel de la magnetita (Fe3O4) para el movimiento cationico en el sitio intersticial se considera que debe ser de 754 kJ/mol, que es casi el mismo que el de la ferrita de Ni.
Tengase en cuenta que cuando la capa de ceramica reactiva se irradia con el haz concentrado de alto flujo de luz de lampara Xe que se calienta a 1800 K y se libera el gas O2 de la ferrita de Ni, la densidad (numero de iones de oxfgeno separados/numero de iones de oxfgeno total) de la ferrita de Ni a 1800 K es 0,28 (0,42 mol/un mol de hierro). Por lo tanto, la energfa del haz concentrado que puede absorberse por un mol de la ferrita de Ni es de 317 kJ/mol. Tengase en cuenta que la conductividad termica de la ferrita de Ni da un valor cercano a la conductividad metalica del metal a 1800 K de la medicion de conductividad. Ademas, el cambio de entalpfa en la oxidacion de FeO a Fe3O4 es de 340 kJ/mol.
En consecuencia, basandose en estas figuras de los parametros, se alcanza el equilibrio termico en la etapa de almacenamiento termico S2 entre los 1500 K de la ceramica reactiva (ferrita de Ni) y los 1273 K del material de almacenamiento termico (grafito con la conductividad metalica de 800 W/mK) (temperatura del disipador de calor T = 600 K), y los 1400 kW/m2 del flujo de calor se transfieren en la etapa de almacenamiento termico S2. Tengase en cuenta que, en este caso, la longitud de la zona del gradiente termico se estima en 0,8 m.
Ademas, la reaccion de la etapa de irradiacion de haz concentrado S1 progresa rapidamente, mientras que la reaccion de la etapa de almacenamiento termico S2 progresa moderadamente. En consecuencia, cuando la relacion del area de la capa de ceramica reactiva se establece de tal manera que el area de la etapa de almacenamiento termico S2 se hace mayor que la de la etapa de irradiacion de haz concentrado S1, el calentamiento de la etapa de irradiacion de haz concentrado S2 y la transferencia de calor de la etapa de almacenamiento termico S2 estan bien equilibrados. Cuando la relacion de area del area de la etapa de irradiacion de haz concentrado S1 y la de la etapa de almacenamiento termico S2 es 1:5, el calor puede almacenarse durante 12 horas en el medio de almacenamiento termico (cilindro circular; 5 m2 de area x 16 m de altura) con una capacidad de almacenamiento termico de 1,4 MW con el grafito (20 J/K/mol de capacidad calonfica) como material de almacenamiento termico en el caso de los 1400 kW/m2 del haz concentrado.
En un caso en el que la potencia de una planta solar es de 100 MW, un area de enfoque sometida a la etapa de irradiacion de haz concentrado S1 es de 71 m2 en la magnitud media de flujo de 1400 kW/m2. En este caso, el medio de almacenamiento termico que permite un almacenamiento termico de 12 horas tiene un diametro de 10,6 my una altura de 16 m.
Por lo tanto, cuando la ferrita de Ni y el grafito metalico se usan como ceramica reactiva y un material de almacenamiento termico, respectivamente, el metodo de almacenamiento termico solar capaz de suministrar calor de aproximadamente 1000 a 1300 K a una instalacion externa durante 24 horas con una configuracion simple puede
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realizarse mediante la adopcion de la ceramica reactiva usando la absorcion de la energfa de haz concentrado con una estructura de defecto de Frenckel sin equilibrio.
[Sistema de almacenamiento termico solar]
En lo sucesivo en el presente documento, haciendo referencia a la figura 3, se ofrecera una descripcion de una realizacion de un sistema de almacenamiento termico solar que realiza el metodo de almacenamiento termico solar que incluye las etapas respectivas descritas anteriormente.
Como se muestra en la figura 3, un sistema de almacenamiento termico solar 1 de acuerdo con la realizacion de la presente invencion incluye un cuerpo de rotacion 2, un medio de accionamiento (no mostrado) para hacer rotar el cuerpo de rotacion 2 en la direccion periferica, un elemento de aislamiento termico 3, un medio de almacenamiento termico 4 y un medio de suministro de gas 5.
(Cuerpo de rotacion)
Como se describe en la etapa de irradiacion de haz concentrado S1, el cuerpo de rotacion 2 se forma, preferentemente, en una forma cilmdrica. Sobre la superficie periferica exterior del cuerpo de rotacion 2, se forma una capa de ceramica reactiva 21 usando las ceramicas reactivas descritas anteriormente. El espesor de la capa de ceramica reactiva 21 no esta especialmente limitado, sino que puede ser, por ejemplo, de 2 mm o similar.
El cuerpo de rotacion 2 se forma, mas preferentemente, de fibras de alumina. Las fibras de alumina tienen menos contraccion termica, una excelente resistencia y un rendimiento de aislamiento termico. Por lo tanto, incluso cuando la capa de ceramica reactiva 21 se irradia con un haz concentrado de alto flujo CB y se calienta, las fibras de alumina apenas liberan calor (es decir, apenas pierden calor). Por esta razon, son preferibles las fibras de alumina. Tengase en cuenta que la capa de ceramica reactiva 21 se calienta a aproximadamente 1800 K por el haz concentrado CB. Por ejemplo, el cuerpo de rotacion 2 puede tener una longitud de aproximadamente 1 a 5 my un diametro $ de aproximadamente 1 m o similar.
(Medio de accionamiento)
El medio de accionamiento (no mostrado) puede incluir, pero sin limitarse a, por ejemplo, un motor electrico, una turbina de vapor, o similares, y puede usarse cualquier medio siempre que pueda mostrar una fuerza motriz para accionar el cuerpo de rotacion 2 en la direccion periferica.
(Elemento de aislamiento termico)
El elemento de aislamiento termico 3 se proporciona de tal manera que se evita que la capa de ceramica reactiva 21, que se ha irradiado con el haz concentrado CB y calentado, disminuya su temperatura hasta que el calor se transfiera al medio de almacenamiento termico 4 descrito a continuacion y se evita que disminuya la temperatura de la capa de ceramica reactiva 21 tras haber transferido el calor al medio de almacenamiento termico 4. Por lo tanto, el elemento de aislamiento termico 3 se proporciona con el fin de cubrir la superficie periferica exterior del cuerpo de rotacion 2.
Ademas, el elemento de aislamiento termico 3 esta provisto de una parte de abertura 31 que permite que el cuerpo de rotacion 2 se irradie con el haz concentrado CB. Es decir, la parte de extremo superior del cuerpo de rotacion 2 en la que se irradia el haz concentrado CB se expone a partir del elemento de aislamiento termico 3.
Los ejemplos del elemento de aislamiento termico 3 pueden incluir lana de aluminio, lana de vidrio, lana de roca, tela de ceramica, o similares.
(Medio de almacenamiento termico)
El medio de almacenamiento termico 4 esta dispuesto cerca del cuerpo de rotacion 2 en una posicion distante de la parte de abertura 31 del elemento de aislamiento termico 3. Tengase en cuenta que, puesto que la temperatura de la capa de ceramica reactiva 21 calentada por el haz concentrado CB es tan alta como aproximadamente 1800 K y se reduce la resistencia mecanica de la misma, la capa de ceramica reactiva 21 no esta, preferentemente, en contacto con el medio de almacenamiento termico 4. Mediante la transferencia de calor desde el cuerpo de rotacion 2, el calor de aproximadamente 1300 K se almacena en el medio de almacenamiento termico 4.
Como se describe en la etapa de almacenamiento termico S2, el medio de almacenamiento termico 4 se forma, preferentemente, usando un material de almacenamiento termico formado por al menos uno de entre, por ejemplo, un material de carbono y sal. Con el uso de tales materiales, la contraccion y la deformacion termica apenas se producen en el medio de almacenamiento termico 4 incluso a alta temperatura y, por lo tanto, el medio de almacenamiento termico 4 se maneja facilmente. Como se ha descrito anteriormente, los ejemplos del material de carbono pueden incluir grafito, compuesto de carbono, o similares. Ademas, los ejemplos de la sal pueden incluir
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NaCI, sal de roca, o similares. Tengase en cuenta que en el caso de usar el material de carbono, el material de carbono no esta, preferentemente, en contacto con oxfgeno para evitar la combustion. Con el fin de realizar esto, por ejemplo, un recipiente sellado que aloja el material de carbono se evacua o se llena con un gas inerte tal como helio y argon.
Tengase en cuenta que una parte superior 41 del medio de almacenamiento termico 4, que esta dispuesto cerca del cuerpo de rotacion 2 y recibe el calor procedente del cuerpo de rotacion 2, se forma, preferentemente, de un material que tiene una conductividad termica especialmente buena y una excelente resistencia a la oxidacion. Los ejemplos de tal material pueden incluir nitruro de aluminio, nitruro de silicio, carburo de silicio, ceramica de carbono, o similares.
(Medio de suministro de gas)
El medio de suministro de gas 5 suministra gas que contiene oxfgeno al cuerpo de rotacion 2. El medio de suministro de gas 5 puede estar dispuesto en cualquier posicion en el medio de un intervalo hasta que el cuerpo de rotacion 2 alcanza en rotacion el medio de almacenamiento termico 4 despues de pasar a traves de la parte de abertura 31. El medio de suministro de gas 5 puede estar compuesto de, por ejemplo, una bomba de aire (no mostrada) y una boquilla (boquilla) conectada a la bomba de aire y que tiene un orificio de soplado dirigido a la capa de ceramica reactiva 21. Puesto que el gas que contiene oxfgeno suministrado por el medio de suministro de gas 5 se ha descrito anteriormente, se omitira la descripcion del mismo.
(Medio de extraccion de calor)
El medio de almacenamiento termico 4 incluye, preferentemente, un medio de extraccion de calor 6 para hacer circular un medio de calentamiento HC para extraer el calor almacenado en el medio de almacenamiento termico en el exterior del medio de almacenamiento termico 4. Tengase en cuenta que los ejemplos espedficos del exterior pueden incluir una instalacion externa tal como una instalacion que transforma el gas natural y el gas metano y una instalacion de generacion de energfa de turbina de gas.
Los ejemplos de los medios de extraccion de calor 6 pueden incluir un intercambiador de calor. Espedficamente, el calor almacenado en el medio de almacenamiento termico 4 puede extraerse adecuadamente hacia la instalacion externa cuando el medio de calentamiento circula por el interior de un tubo hueco que penetra en el medio de almacenamiento termico 4. El numero de tubos huecos puede establecerse arbitrariamente. Ademas, el tubo hueco se dobla preferentemente una pluralidad de veces, segun sea necesario, de manera que el medio de calentamiento HC pueda circular en el interior del medio de almacenamiento termico 4 una pluralidad de veces. De esta manera, el calor del medio de almacenamiento termico 4 puede extraerse lo suficiente hacia el exterior del medio de almacenamiento termico 4. Tengase en cuenta que puede usarse aire, sal fundida, o similares, como medio de calentamiento HC. Como sal fundida, puede usarse carbonato (sodio, potasio, calcio, magnesio), una mezcla de carbonato, o similares.
El medio de extraccion de calor 6 puede dividirse en, por ejemplo, las dos regiones de las zonas superior e inferior del medio de almacenamiento termico 4, y operar en la zona superior durante la jornada diurna y en la zona inferior durante la jornada nocturna. Ademas, en el caso del medio de extraccion de calor 6 (intercambiador de calor) que usa el tubo hueco descrito anteriormente, la distancia de colocacion del tubo hueco dispuesto en la zona superior puede ser mas corta que la del tubo hueco dispuesto en la zona inferior. Tengase en cuenta que la velocidad de circulacion del medio de calentamiento HC en el interior del tubo hueco en la zona superior y la del medio de calentamiento HC dentro del tubo hueco en la zona inferior pueden establecerse arbitrariamente. Ademas, mediante el control de la velocidad de circulacion del medio de calentamiento HC, puede controlarse el equilibrio termico entre la capa de ceramica reactiva 21 y el medio de almacenamiento termico 4. Por ejemplo, la temperatura del medio de almacenamiento termico 4 puede aumentarse por la desaceleracion de la velocidad de circulacion del medio de calentamiento HC y puede disminuirse por la aceleracion de la velocidad de circulacion del medio de calentamiento HC.
Durante la jornada diurna, la cantidad de calor transferido desde el cuerpo de rotacion 2 es extremadamente grande, y la temperatura es alta. En consecuencia, el calor puede suministrarse lo suficiente a la instalacion externa incluso por el medio de extraccion de calor 6u en la zona superior en la que la distancia de colocacion del tubo hueco es corta. Puesto que la cantidad de calor transferido desde el cuerpo de rotacion 2 es extremadamente grande y la temperatura es alta durante la jornada diurna, el calor no puede suministrarse por completo a la instalacion externa por el medio de extraccion de calor 6u en la zona superior y, por lo tanto, la cantidad excesiva de calor se transfiere a la zona inferior del medio de almacenamiento termico 4. En consecuencia, el calor de aproximadamente 1300 K tambien se almacena en la zona inferior del medio de almacenamiento termico 4. Es decir, el medio de extraccion de calor 6u en la zona superior puede realizar el uso y el almacenamiento del calor al mismo tiempo. Por lo tanto, durante la jornada nocturna, el medio de extraccion de calor 6b se hace funcionar en la zona inferior, y el calor almacenado en la zona inferior del medio de almacenamiento termico 4 puede suministrarse a la instalacion externa.
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El medio de extraccion de calor 6 puede no dividirse en las dos regiones de las zonas superior e inferior a diferencia de lo anterior, sino que puede ser unico o puede dividirse en 3 o mas. La division del medio de extraccion de calor 6 puede establecerse arbitrariamente.
Con el medio de almacenamiento termico 4 y el medio de extraccion de calor 6 configurados de este modo, la sal fundida de, por ejemplo, aproximadamente 673 K, se calienta (se somete a un intercambio de calor), cuando se introduce en el medio de extraccion de calor 6, a aproximadamente 1000 a 1300 K, por ejemplo, aproximadamente 1073 K a traves del medio de almacenamiento termico 4. En consecuencia, puede suministrarse calor de aproximadamente 1000 a 1300 K a la instalacion externa.
Ejemplos
A continuacion, se describiran ejemplos mediante los que se ha confirmado el efecto de la presente invencion.
Se realizo un examen basado en un modelo 2D usando COMSOL Multiphysics 3.5a sobre almacenamiento termico usando el aparato de almacenamiento termico solar 1 (en el que el medio de almacenamiento termico 4 tiene un diametro $ de 1,0 my una altura de 10,0 m) que tiene la configuracion mostrada en la figura 3. Una ecuacion fundamental viene dada por la siguiente formula (1).
[Formula 1]
pC — -V-(kVT) = Q„ (1)
Ot
En este caso, p representa la densidad, Cp representa el calor espedfico, T representa la temperatura, t representa el tiempo, k representa la conductividad termica y Qsalida representa la cantidad de calor transferido. Las condiciones lfmite de la parte superior 41 del medio de almacenamiento termico 4 formado usando grafito vienen dadas por la siguiente formula (2).
[Formula 2]
imagen1
En este caso, Qentrada representa el calor de oxidacion en la camara de liberacion de calor solar (entre el cuerpo de rotacion 2 y la parte superior 41 del medio de almacenamiento termico 4, lo mismo se aplica a lo siguiente) de la ceramica reactiva, hconv representa la eficiencia de absorcion de la superficie delantera, w representa el coeficiente de transferencia de calor convectivo dentro de la camara de liberacion de calor solar, o representa el factor de Stefan-Boltzmann, y Tamb representa la temperatura media dentro de la camara de liberacion de calor solar de la ceramica reactiva del cuerpo de rotacion 2.
Otras condiciones lfmite son que la periferia es aislante del calor y la temperatura de la zona inferior del medio de almacenamiento termico 4 formado usando grafito es de 600 °C. Ademas, los parametros del modelo usado para el calculo se muestran en la tabla 1.
[Tabla 1]
Nombre
Expresion Dominio de calculo Unidad Descripcion
Qsalida
-alpha*(T-Tfluido) T>Tfluido W/m3 Calor tomado por sal fundida
alpha
1000 y>8 W/m3/K Coeficiente de transferencia de calor entre sal fundida y grafito
Tfluido
(Tsalida- Tentrada)*(y- 8)/2+ Tentrada y>8 K Temperatura de fluido en funcion de la altura
Tinicial
673 K Temperatura inicial del sistema
Tentrada
673 K Temperatura de entrada de la sal fundida
Tsalida
1073 K Temperatura de salida de la sal fundida
Text
373 K Temperatura del gas dentro de la cavidad
Tamb
673 K Temperatura de la pared de la cavidad
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Ademas, las constantes ffsicas se muestran en la tabla 2. [Tabla 2]
Nombre
Valor Unidad Descripcion
Qentrada
1400000 W/m2 Energfa de calorificacion por oxidacion
k_grafito
2000 W/m/K Conductividad termica del grafito
rho_grafito
2210 kg/m3 Densidad del grafito
C_grafito
1400 J/kg/K Capacidad termica del grafito
h conv
15 W/m2/K Coeficiente de transferencia de calor convectivo de la superficie
omega
0,3 Emisividad efectiva de la superficie
sigma
5,67E-08 W/m2/K4 Constante de Stefan-Boltzmann
La figura 4 muestra los resultados de una operacion de 8 horas (Qentrada = 1300 kW/m2, kgrafito = 2000 W/m/K, a; conductividad termica del grafito = 1000 W/m3/K, temperatura de entrada = 673 K, temperatura de salida = 1073 K) en un modo de jornada diurna. En la figura 4, la curva A representa la cantidad (acumulada) del calor solar absorbido (MJ) (la cantidad de calor en la camara de liberacion de calor solar). La curva B representa la cantidad acumulada del calor (MJ) almacenado en el medio de almacenamiento termico 4 formado usando grafito. La curva C representa la cantidad del calor de salida (kJ/h) por el medio de calentamiento HC que opera entre 400 y 800 °C (673 a 1073 K). La curva D representa la temperatura (K) de la parte superior 41 del medio de almacenamiento termico 4 formado usando grafito.
Como es evidente a partir de la curva C, la cantidad de calor extrafdo por el medio de calentamiento HC es de 1800 a 2000 MJ/h (durante 3 a 5 horas) y 2500 MJ/h (durante 6 a 8 horas). Ademas, como se ve en las curvas B y C, la cantidad de calor almacenado durante 1 a 2 horas llega sustancialmente cerca de la saturacion, y la cantidad de calor extrafdo para la operacion de 3 horas alcanza los 1700 MJ/h. En el caso de la operacion normal con 1700 a 2500 MJ/h (0,47 a 0,69 MW) durante 1 a 2 horas en el arranque, se soporta adecuadamente por gas natural o similar. Despues de la operacion de 8 horas durante la jornada diurna, se almacena el calor de 10320 MJ. Ademas, la temperatura de la parte superior 41 del medio de almacenamiento termico 4 formado usando grafito es de 1500 a 1550 °C (curva D).
La figura 5 muestra, para cada tiempo de operacion en el modo de operacion de jornada diurna, la distribucion de la temperatura (K) y la distribucion de cantidad de calor almacenado (MJ/m) dentro del medio de almacenamiento termico 4 en relacion con la altura del medio de almacenamiento termico 4 formado usando grafito. El intervalo de altura del medio de almacenamiento termico 4 para su uso en el almacenamiento termico es de 6 a 8 m, y la altura total del medio de almacenamiento termico 4 es de 10 m. Para la operacion de jornada diurna de 1 a 3 horas, la temperatura aumenta en aproximadamente 200 °C en el intervalo de altura de 6 a 8 m.
Ademas, la temperatura aumenta en aproximadamente 100 °C en el intervalo de altura de 9 a 10 m. Despues de la operacion de 6 horas, la distribucion de temperatura y la distribucion de cantidad de calor almacenado dentro del medio de almacenamiento termico 4 se hacen casi constantes, y la cantidad de calor almacenado en el modo de operacion de jornada diurna casi alcanza la saturacion. Despues de la operacion de 8 horas, la cantidad media del calor almacenado llega a 8464 MJ, y la temperatura llega a 1000 °C (aproximadamente 1300 K). Despues de la puesta del sol, el gradiente de temperatura en el interior del medio de almacenamiento termico 4 se relaja gradualmente y la temperatura de la parte superior 41 del medio de almacenamiento termico 4 llega a cerca de 1000 °C. Esto sugiere que la temperatura de salida del medio de calentamiento HC puede mantenerse a aproximadamente 800 °C (aproximadamente 1073 K) incluso en la operacion de jornada nocturna. De acuerdo con los resultados del calculo en este momento, la temperatura de entrada del medio de calentamiento HC estaba a 400 °C (aproximadamente 673K), y la cantidad de calor para 8464 MJ se extrajo en este caso. Suponiendo que pueden extraerse 6000 MJ para aproximadamente el 70 % de la cantidad de calor, la cantidad de flujo de calor por hora es de 1700 MJ/h (0,47 MW) por lo que se hace posible la operacion de 4 horas. La cantidad de calor puede aumentarse con un aumento en el area de almacenamiento termico, como se describe a continuacion. Ademas, tambien es posible la operacion de 24 horas a alta temperatura.
Los resultados de la simulacion descritos anteriormente pueden ofrecer la siguiente evaluacion. A partir de los resultados de la simulacion en los que se evaluo la temperatura practicable y operable y el tamano del medio de almacenamiento termico 4, los resultados del calculo muestran que el tamano del medio de almacenamiento termico 4 debe ser de 6 m3 (teniendo un diametro $ de 1 m y una altura de 8 m) para realizar 1 MW como el sistema de almacenamiento solar termico que almacena el calor durante 4 horas.
Basandose en esto, prestando atencion al hecho de que un sistema de concentracion superior de torre (GEMA solar) de un tipo de almacenamiento termico de 24 horas se hace funcionar comercialmente como una planta termica solar concentrada, se hizo un calculo provisional de la cantidad de calor concentrado de 100 MW (la cantidad de calor almacenado de 60 MW) como la escala de la planta y el almacenamiento termico de 12 horas. En el caso del medio de almacenamiento termico 4 formado usando grafito, se calculo provisionalmente que el medio
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de almacenamiento termico 4 tiene un diametro $ de 13,5 m, una altura de 8 m y un volumen de 1100 m3. Se deduce que los tamanos son razonables como la escala de un tanque de almacenamiento termico real.
Ademas, cuando un sistema de concentracion de luz solar de haz descendente es tan alto como 100 MW, el haz concentrado CB en el suelo tiene un diametro de 10 a 15 m. Si la posicion focal desde el suelo se eleva en consecuencia teniendo en cuenta la altura del tanque de almacenamiento termico (medio de almacenamiento termico 4), se reduce aun mas el tamano del diametro. En vista de lo anterior, en el caso del sistema de concentracion de luz solar de haz descendente de 100 MW, es sustancialmente razonable que el medio de almacenamiento termico 4 formado usando grafito tenga un diametro de 13,5 m en el sistema de almacenamiento termico solar 1 de acuerdo con la presente invencion en la que el cuerpo de rotacion 2 que tiene la capa de ceramica reactiva 21 formada sobre el mismo se irradia directamente con el haz concentrado CB para almacenar el calor en el medio de almacenamiento termico 4.
En los resultados de la simulacion descritos anteriormente, la conductividad termica del grafito fue de 2000 W/m/K. Aunque puede que tenga que aplicarse una conductividad termica de 1000 a 100 W/m/K, hay algunos compuestos de carbono y nanotubos a los que puede aplicarse el valor numerico en este tiempo. En realidad, un compuesto de 500 W/m/K esta industrialmente disponible. Ademas, en lugar de usar un material que tiene una conductividad tan alta, es posible mover a la fuerza el calor de entrada en la zona superior del medio de almacenamiento termico 4 a la zona intermedia del medio de almacenamiento termico 4 mediante la modificacion de la estructura y el mecanismo de un sistema de intercambio de calor. En combinacion con estos, solo es necesario seleccionar el mejor material de conductividad termica. Ademas, si se examina tal aplicacion de diversas maneras, tambien es posible reducir aun mas la capacidad per se del medio de almacenamiento termico 4. La capacidad de almacenamiento termico se aumenta en consecuencia, lo que da como resultado una reduccion de costes.
Puesto que el sistema de concentracion de luz solar de haz descendente puede reproducir el haz concentrado CB cerca del suelo, tiene una caractenstica excelente, ya que puede calentar directamente una instalacion de almacenamiento termico pesada y grande colocada en el suelo. Como se ha descrito anteriormente, el metodo de almacenamiento termico solar y el aparato de almacenamiento termico solar 1 de acuerdo con la presente invencion pueden proporcionar una tecnologfa basada en el calor solar que permite una operacion de 24 horas a alta temperatura y alta eficiencia mediante la configuracion unica en la que el sistema de concentracion de luz solar de haz descendente y el cuerpo de rotacion 2 que tiene la capa de ceramica reactiva 21 formada sobre el mismo, se combinan entre sf.
Explicacion de referencias
S1: etapa de irradiacion de haz concentrado
S2: etapa de almacenamiento termico
1: sistema de almacenamiento termico solar
2: cuerpo de rotacion
21: capa de ceramica reactiva
3: elemento de aislamiento termico
31: parte de abertura
4: medio de almacenamiento termico
41: parte superior
5: medio de suministro de gas
6: medio de extraccion de calor
6u: medio de extraccion de calor en la zona superior
6b: medio de extraccion de calor en la zona inferior
CB: haz concentrado

Claims (8)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de almacenamiento termico solar para almacenar el calor procedente de la energfa de la luz solar usando una capa de ceramica reactiva (21) que se transforma de una forma oxidada a una forma reducida con una liberacion de oxfgeno cuando se calienta y vuelve a la forma oxidada cuando se pone en contacto con oxfgeno, comprendiendo el metodo de almacenamiento termico solar:
    una etapa de irradiacion de haz concentrado (S1) para irradiar una capa de ceramica reactiva (21) con un haz concentrado (CB) obtenido concentrando la luz solar para calentar la misma; y
    una etapa de almacenamiento termico (S2) para almacenar el calor emitido desde la capa de ceramica en el medio de almacenamiento termico (4) mientras que la capa de ceramica reactiva calentada en la etapa de irradiacion de haz concentrado se pone en contacto con un gas (G) que contiene oxfgeno; en el que la capa de ceramica reactiva se mueve con el fin de pasar a una primera posicion en la que se irradia por dicho haz concentrado y pasar a una segunda posicion en la que emite dicho calor;
    en el que la etapa de irradiacion de haz concentrado y la etapa de almacenamiento termico se realizan repetidamente sobre la capa de ceramica reactiva;
    en el que el medio de almacenamiento termico se proporciona con el fin de que tenga un pequeno hueco entre el medio de almacenamiento termico y la capa de ceramica reactiva; y
    en el que el calor se transfiere al medio de almacenamiento termico a traves de la radiacion procedente de la capa de ceramica reactiva y la conveccion del aire generado entre la capa de ceramica reactiva y el medio de almacenamiento termico.
  2. 2. El metodo de almacenamiento termico solar de acuerdo con la reivindicacion 1, que comprende:
    una etapa de extraccion de calor para hacer circular un medio de calentamiento (HC) para extraer el calor almacenado en el medio de almacenamiento termico (4) al exterior del medio de almacenamiento termico despues de la etapa de almacenamiento termico.
  3. 3. Un sistema de almacenamiento termico solar para realizar el metodo de almacenamiento termico solar de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2, comprendiendo el sistema de almacenamiento termico solar:
    un cuerpo de rotacion (2) que tiene una capa de ceramica reactiva (21) formada en una superficie delantera del mismo, formandose la capa de ceramica reactiva mediante el uso de una ceramica reactiva que se transforma de una forma oxidada a una forma reducida con una liberacion de oxfgeno cuando se calienta y vuelve a la forma oxidada cuando se pone en contacto con oxfgeno;
    un medio de accionamiento para hacer rotar el cuerpo de rotacion en una direccion periferica; un elemento de aislamiento termico (3) proporcionado con el fin de cubrir una superficie periferica exterior del cuerpo de rotacion y que tiene una parte de abertura (31) que permite que el cuerpo de rotacion se irradie con un haz concentrado (CB) obtenido por concentracion de luz solar;
    un medio de almacenamiento termico (4) dispuesto cerca del cuerpo de rotacion en una posicion distante de la parte de abertura; y
    un medio de suministro de gas (5) para suministrar el gas que contiene el oxfgeno al cuerpo de rotacion, estando el medio de suministro de gas dispuesto en cualquier posicion en una parte intermedia de un intervalo hasta que el cuerpo de rotacion alcanza en rotacion el medio de almacenamiento termico despues de pasar a traves de la parte de abertura;
    en el que el calor se transfiere al medio de almacenamiento termico a traves de la radiacion y la conveccion procedentes de la capa de ceramica reactiva.
  4. 4. El sistema de almacenamiento termico solar de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que la capa de ceramica reactiva (21) esta formada de ferrita de mquel.

  5. 5. El sistema de almacenamiento termico solar de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que el medio de

    almacenamiento termico (4) comprende un medio de extraccion de calor (6) para hacer circular un medio de
    calentamiento (HC) para extraer el calor almacenado en el medio de almacenamiento termico al exterior del medio de almacenamiento termico.

  6. 6. El sistema de almacenamiento termico solar de acuerdo con la reivindicacion 4, en el que el medio de

    almacenamiento termico (4) comprende un medio de extraccion de calor (6) para hacer circular un medio de
    calentamiento (HC) para extraer el calor almacenado en el medio de almacenamiento termico al exterior del medio de almacenamiento termico.
  7. 7. El sistema de almacenamiento termico solar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que el cuerpo de rotacion (2) es un cuerpo cilmdrico formado de fibras de alumina.
  8. 8. El sistema de almacenamiento termico solar de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, en el que el medio de almacenamiento termico (4) se forma usando un material de almacenamiento termico formado por al menos uno de entre un material de carbono y sal.
    5 9. El sistema de almacenamiento termico solar de acuerdo con la reivindicacion 7, en el que el medio de
    almacenamiento termico (4) se forma usando un material de almacenamiento termico formado por al menos uno de entre un material de carbono y sal.
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