ES2836826T3 - Sistema de almacenamiento térmico de vapor - Google Patents

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Abstract

Sistema de almacenamiento térmico de vapor que comprende un módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) y un módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido (14), comprendiendo el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) un tanque (16), comprendiendo el módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido (14) un tanque (28) separado del tanque (16) del módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) que contiene un volumen de líquido (V) y de vapor en su parte superior (30), siendo el volumen del líquido contenido en el tanque (28) del módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido (14) constante durante las fases de almacenamiento y de liberación, caracterizado por que dicho sistema comprende primeros medios (26, 36) para transferir el líquido entre una zona superior del volumen de líquido (V) y el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12), segundos medios (38) para transferir el líquido entre una zona inferior del volumen de líquido (V) y un primer circuito exterior, terceros medios (24, 34) para transferir el vapor o una mezcla líquido-vapor entre la parte superior (30) del tanque (28) del módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido (14) y el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) y cuartos medios (32, 60) para asegurar la transferencia de vapor entre el sistema y un segundo circuito exterior.

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de almacenamiento térmico de vapor
Campo técnico y estado de la técnica
La presente invención se refiere a un sistema de almacenamiento térmico de vapor y, en particular, a una planta de energía solar con generación directa de vapor que comprende al menos un sistema de almacenamiento de este tipo. La tecnología solar térmica de concentración consiste en utilizar la radiación solar para calentar un fluido que funciona, directa o indirectamente, como fuente de calor en un ciclo termodinámico. La concentración permite alcanzar temperaturas más o menos elevadas y así beneficiarse de eficiencias termodinámicas de conversión más o menos altas.
Con el fin de lograr que la explotación de las plantas de energía solar termodinámicas para la producción de energía eléctrica sea muy conveniente, es necesario disponer de sistemas de almacenamiento térmico de alta temperatura destinados a almacenar el exceso de energía térmica y hacerla disponible, por ejemplo, durante una disminución de la luz solar.
En consecuencia, se busca producir sistemas de almacenamiento térmico capaces de:
- mantener una producción constante de energía eléctrica durante los periodos nublados minimizando el número de paradas y arranques de la turbina,
- hacer funcionar la turbina a una velocidad óptima durante un periodo de tiempo más largo,
- reducir la capacidad del sistema de transformación de potencia, dimensionando la turbina para una potencia nominal inferior a la potencia pico,
- permitir que la producción de electricidad se disocie parcialmente del recurso energético.
El despliegue de plantas de energía solar cilindro-parabólicas que utilizan aceite ha permitido el desarrollo de sistemas de almacenamiento térmico centralizados con sales fundidas.
Se trata de sistemas de almacenamiento indirecto por calor sensible relativamente sencillos en los que el exceso de energía que sale del campo solar se transfiere a una mezcla de sales fundidas y se almacena en un tanque "caliente".
En un segundo paso, la energía se devuelve al aceite enfriando las sales, que luego son enviadas a un tanque "frío". Estos sistemas incluyen un circuito primario con aceite sometido directamente al flujo solar concentrado y un circuito secundario por el que circula el agua. Se prevén intercambiadores térmicos entre el circuito primario y el circuito secundario. Estos intercambiadores provocan pérdidas de eficiencia y aumentan el coste de la planta de energía solar
Para mejorar el rendimiento y, por tanto, reducir el coste de producción de electricidad, se han desarrollado sistemas de generación directa de vapor.
Para ello, el campo solar produce directamente vapor de agua para el bucle térmico, al tiempo que permite eliminar las pérdidas de eficiencia relacionadas con los intercambiadores entre el circuito primario y el circuito secundario y producir directamente vapor sobrecalentado a temperaturas superiores a las de la tecnología con aceite. El vapor se utiliza directamente en la(s) turbina(s). El exceso de vapor se almacena en un sistema de almacenamiento.
En el caso de una planta de energía solar con generación directa de vapor, el sistema de almacenamiento térmico comprende tres etapas en serie por razones de eficiencia: una etapa de baja temperatura, una etapa de calor latente que contiene un material de cambio de fase y una etapa de alta temperatura con el fin de seguir más de cerca la curva de evaporación del agua.
En la fase de almacenamiento, el vapor de agua entra primero en la etapa de alta temperatura donde se atempera antes de entrar en la etapa de calor latente donde se condensa y la energía se almacena en materiales de cambio de fase, y luego el condensado formado a través del módulo de calor latente pasa a través de la etapa de baja temperatura que reduce aún más su temperatura. Por último, el condensado subenfriado que sale de la etapa de baja temperatura se reinyecta en el circuito de retorno al campo solar.
En la fase de liberación, el agua en forma líquida que sale de la turbina es enviada a la etapa de baja temperatura donde es calentada por el calor almacenado, luego pasa a través del módulo de calor latente en el que se evapora y luego pasa a través de la etapa de alta temperatura en la que el vapor de agua se sobrecalienta. Por último, se envía a la turbina para generar electricidad.
El documento D. Laing. (2011). Thermal Energy Storage for Direct Steam Generation. Solar Energy - 85, 627-633 describe un sistema de almacenamiento térmico con generación directa de vapor. El almacenamiento térmico en la etapa de baja temperatura se realiza por almacenamiento directo en hormigón. Sin embargo, se ha observado que este último presenta problemas de fiabilidad y ofrece una baja eficiencia. El documento DE4121460 A1 describe un sistema con dos módulos de almacenamiento térmico en forma de calor latente. El documento US 4.192.144 A describe un sistema con un módulo de almacenamiento térmico en forma de calor sensible.
Además, los sistemas de almacenamiento térmico con generación directa de vapor del estado de la técnica son complejos en comparación con los sistemas de almacenamiento de plantas que utilizan aceite. Por esta razón, su coste estimado para grandes plantas es mayor que el de las plantas que utilizan aceite.
Exposición de la invención
Por tanto, un objetivo de la presente invención es ofrecer un sistema de almacenamiento térmico de vapor más sencillo que los del estado de la técnica, que ofrezca una fiabilidad operativa mejorada y una mayor eficiencia. El objetivo anteriormente enunciado se consigue con un sistema de almacenamiento térmico de vapor que comprende un primer tanque de almacenamiento de energía térmica por calor latente y un segundo tanque de almacenamiento de energía térmica con desplazamiento de líquido, comprendiendo el tanque de almacenamiento de energía térmica con desplazamiento de líquido una zona superior llena de vapor y una zona inferior llena de líquido, estando conectados el primer y el segundo tanque de modo que, en la fase de carga, el vapor que penetra en el primer tanque después de la condensación alimenta el segundo tanque con líquido caliente en su parte inferior llena de líquido y, en la fase de descarga, la parte inferior llena de líquido del segundo tanque alimenta el primer tanque con líquido caliente, y de modo que la mezcla de líquido y vapor producida por el primer tanque pasa a través del segundo tanque antes de ser evacuada para su uso. El segundo tanque comprende, por su parte, una conexión en su parte inferior para permitir la evacuación de líquido frío en la fase de carga del sistema y la alimentación de líquido frío en la fase de descarga del sistema de almacenamiento.
En la aplicación a una planta de energía solar, el circuito de almacenamiento térmico, que comprende el sistema anterior, también puede incluir, pero no necesariamente un módulo de alta temperatura conectado en serie, con el vapor producido por el campo solar pasando a través del módulo de alta temperatura para ser enfriado antes de penetrar en el sistema de almacenamiento térmico y con el vapor producido por el sistema de almacenamiento durante su descarga pasando a través del módulo de alta temperatura para ser sobrecalentado antes de ser transferido a la turbina destinada, por ejemplo, a producir electricidad.
En otras palabras, en la aplicación a una planta de energía solar, la etapa de baja temperatura y el módulo de calor latente son reemplazados por un sistema con dos tanques interconectados, uno de almacenamiento de calor latente y el otro de almacenamiento directo por desplazamiento de líquido, en el que el vapor producido por el tanque de calor latente circula en el tanque de desplazamiento de líquido antes de ser enviado a la etapa de alta temperatura o bien directamente al circuito de aprovechamiento del vapor si la planta no incorpora una etapa de alta temperatura. Este modo de almacenamiento presenta una alta eficiencia.
La asociación de un tanque de almacenamiento de calor latente y un tanque de desplazamiento de líquido presenta la ventaja de ofrecer una compensación instantánea de las transiciones de duración relativamente larga del ciclo principal, es decir, del ciclo de producción de vapor, por ejemplo, por el campo solar, en particular transiciones rápidas de energía solar después de periodos nublados. En efecto, tan pronto como la cantidad de vapor producido por un campo solar disminuye y es inferior a la requerida para el funcionamiento óptimo de la turbina, la cantidad de vapor necesaria es liberada por el sistema de almacenamiento térmico. Gracias a la invención, la presencia de un gran volumen de líquido caliente en el tanque de desplazamiento de líquido permite mantener una producción de vapor durante un intervalo de tiempo relativamente largo y sin variación significativa en la presión de funcionamiento, mientras que en los sistemas de almacenamiento térmico de las plantas de energía solar del estado de la técnica, la producción de vapor durante un periodo de tiempo relativamente largo solo es posible si va acompañada de caídas de presión del orden de 10 a 20 Bar.
En un ejemplo de realización muy ventajosa, la conexión entre el circuito primario o el módulo de alta temperatura cuando este último está presente y el módulo de almacenamiento por calor latente se realiza a través de la parte superior del tanque de desplazamiento de líquido al nivel de la bóveda de vapor. Este ejemplo de realización presenta la ventaja de ser más sencilla de realizar puesto que reduce el número de conexiones, por lo que se reduce el coste de fabricación. Al mismo tiempo, permite un equilibrio de presión entre los dos tanques, lo que constituye una ventaja adicional para una compensación más eficaz de las caídas de presión del circuito primario.
Por tanto, la presente invención tiene por objeto un sistema de almacenamiento térmico de vapor que comprende un módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente y un módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido, comprendiendo el módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido un tanque destinado a contener un volumen de líquido y vapor en su parte superior, comprendiendo dicho sistema primeros medios para transferir el líquido entre una zona superior del volumen de líquido y el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente, segundos medios para transferir el líquido entre una zona inferior del volumen de líquido y un primer circuito exterior, terceros medios para transferir el vapor o una mezcla líquidovapor entre la parte superior del tanque del módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido y el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente, y cuartos medios para asegurar la transferencia de vapor entre el sistema y un segundo circuito exterior.
En un ejemplo de realización, los cuartos medios para asegurar la transferencia de vapor entre dicho sistema y un circuito exterior están formados por una conexión que se abre únicamente en la parte superior del módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido.
En otro ejemplo de realización, los cuartos medios para asegurar la transferencia de vapor entre el sistema y un circuito exterior están formados por una conexión de alimentación de vapor que se abre en el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente y una conexión de evacuación de vapor que extrae el vapor de la parte superior del módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido. Los terceros medios de transferencia pueden comprender una primera válvula de control para interrumpir la comunicación entre dichos módulos.
El módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente comprende, por ejemplo, al menos un material de cambio de fase y medios de intercambio térmico entre dicho material y el fluido que atraviesa el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente. Como variante, el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente puede comprender al menos un material de transición de estado sólido/sólido y medios de intercambio térmico entre dicho material y el fluido que pasa a través del módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente.
De manera ventajosa, el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente comprende un primer tanque que contiene dicho material de cambio de fase y/o dicho material de transición de estado sólido/sólido, un segundo tanque separado del primer tanque para el flujo del fluido y los medios de intercambio de calor entre el primer y el segundo tanque.
Los primeros medios de transferencia pueden comprender una bomba hidráulica para transferir el líquido del módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente al módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido.
Preferiblemente, la altura del tanque del módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente es inferior o igual a la del tanque del módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido.
El sistema puede comprender, de manera ventajosa, una membrana flotante que separa una zona de líquido con una primera temperatura de una zona de líquido con una segunda temperatura, siendo la primera temperatura superior a la segunda temperatura.
Los primeros medios de transferencia pueden comprender, preferiblemente, un distribuidor para inyectar o extraer el líquido en o desde el módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido, de modo que se reduzcan las turbulencias en el volumen de líquido.
La presente invención también tiene por objeto una planta de energía solar con generación directa de vapor que incluye un circuito principal que comprende un campo solar de producción de vapor y una zona de aprovechamiento del vapor conectados en serie y un circuito secundario conectado al campo solar para ser alimentado por el campo solar con al menos una fracción del caudal de vapor y para alimentar el campo solar con líquido, comprendiendo dicho circuito secundario un sistema de almacenamiento según la invención, con los terceros medios de transferencia conectados con el entrada del campo solar y con la salida de la zona de aprovechamiento del vapor y con los cuartos medios conectando el sistema de almacenamiento térmico con la salida del campo solar.
En un ejemplo de realización, la planta de energía solar comprende una segunda válvula de control entre la salida del campo solar y el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente y cuando la primera válvula de control está en estado abierto o cerrado, la segunda válvula está, respectivamente, en un estado cerrado o abierto. La planta de energía solar puede comprender un módulo de almacenamiento térmico de alta temperatura en forma de calor sensible dispuesto entre la salida del campo solar y el sistema de almacenamiento.
La zona de aprovechamiento del vapor es, por ejemplo, una zona de producción de electricidad.
Los terceros medios de transferencia pueden incluir una bomba hidráulica para transferir el líquido del módulo de almacenamiento por desplazamiento de líquido al campo solar a una presión determinada.
De manera ventajosa, el módulo de almacenamiento térmico de alta temperatura y el sistema de almacenamiento térmico se cargan con energía térmica siempre que la presión de vapor producida por el campo solar sea superior o igual a un valor de presión determinado y en el que el sistema de almacenamiento térmico produce vapor de forma automática tan pronto como la presión de vapor producida por el campo solar sea inferior o igual a un valor determinado. La presión determinada es, por ejemplo, la presión nominal de funcionamiento de una turbina en la zona de aprovechamiento del vapor.
Breve descripción de los dibujos
La presente invención se comprenderá mejor con la ayuda de la siguiente descripción y de los dibujos adjuntos en los que:
- la figura 1 es una representación esquemática de una planta de energía solar de generación directa de vapor que comprende un sistema de almacenamiento térmico de vapor según un ejemplo de realización en una configuración de almacenamiento,
- la figura 2 es una representación esquemática de la planta de energía solar de la figura 1 en una configuración de liberación de la energía térmica almacenada en el sistema de almacenamiento térmico,
- la figura 3 es una representación gráfica de la evolución del caudal total de vapor procedente del sistema de almacenamiento de las figuras 1 y 2,
- la figura 4 es una representación gráfica de la evolución de la presión del sistema de almacenamiento de las figuras 1 y 2 durante un día,
- la figura 5 es una representación esquemática de una planta de energía solar que comprende un sistema de almacenamiento térmico con generación directa de vapor según otro ejemplo de realización,
- la figura 6 es una representación esquemática del interior de un tanque de desplazamiento de líquido según un ejemplo de realización, particularmente adecuado para su uso en los sistemas de almacenamiento de las figuras 1, 2 y 5.
Presentación detallada de realizaciones particulares
En la siguiente descripción, el sistema de almacenamiento térmico de vapor se expondrá en forma de aplicación a una planta de energía solar con generación directa de vapor para la que es particularmente adecuado. Ahora bien, el sistema de almacenamiento puede utilizarse para almacenar y liberar energía térmica en cualquier tipo de instalación que requiera el almacenamiento y la liberación de vapor.
En las figuras 1 y 2, puede verse un ejemplo de representación esquemática de una planta de energía solar con generación directa de vapor S1 que comprende un sistema de almacenamiento térmico ST1 según un ejemplo de realización. En el resto de la descripción, este último se denominará "sistema de almacenamiento" en aras de la simplicidad.
En el ejemplo, la planta de energía solar S1 incluye un circuito principal I que comprende un campo solar, en el que una parte 2.1 forma una zona de evaporación y una parte 2.2 forma una zona de sobrecalentamiento del vapor formado y una zona de aprovechamiento del vapor, por ejemplo, para producir energía eléctrica 6. En el circuito principal I circula un fluido que pasa de manera alternativa del estado líquido al estado vapor y del estado vapor al estado líquido. La zona de sobrecalentamiento puede no estar presente y el vapor puede ser llevado para su uso en estado saturado. Son posibles otras disposiciones de las zonas 2.1 y 2.2, tales como una configuración en la que las zonas 2.1 y 2.2 están directamente conectadas, suprimiendo así la recirculación. Así pues, el sistema de almacenamiento térmico puede utilizarse para otras configuraciones de plantas de energía solar con generación directa de vapor distintas de las descritas en las figuras 1 y 2.
La planta de energía solar también comprende un circuito secundario II conectado en paralelo con la zona de producción de energía eléctrica 6. En el ejemplo de planta de energía solar mostrado, que es el de una planta de energía solar que produce vapor sobrecalentado, el circuito secundario II comprende un módulo de almacenamiento térmico de alta temperatura 10 y el sistema de almacenamiento de vapor ST1.
El campo solar es, por ejemplo, de tipo cilindro-parabólico, de tipo planta con torre, de tipo Fresnel o de cualquier otro tipo de planta de energía solar.
La zona de sobrecalentamiento 2.2 del campo solar 2 está conectada en la salida tanto con la zona de producción de energía eléctrica 6 como con el circuito secundario II. La zona de producción de electricidad 6 y el circuito secundario II están conectados en paralelo.
La zona de producción de energía eléctrica 6 y el circuito secundario II están conectados en la salida a la entrada de la zona de evaporación 2.1 del campo solar.
La zona de producción de energía eléctrica 6 comprende una o más turbinas 8 y una bomba de circulación 9. Este tipo de zona es bien conocida por los expertos en la materia y no se describirá en detalle. El vapor que sale del campo solar circula, cuando se requiere, principalmente en la zona de producción de energía eléctrica 6. Cuando el caudal de vapor excede el caudal nominal de la turbina o cuando la demanda de producción de energía eléctrica es más baja, el exceso de caudal de vapor se envía al circuito secundario II.
A continuación, se describirán en detalle el circuito secundario II y el sistema de almacenamiento ST1.
En el ejemplo mostrado, el circuito secundario II comprende un módulo de almacenamiento térmico de alta temperatura 10 y el sistema de almacenamiento ST1 conectados en serie. Un circuito secundario que no comprenda un módulo de almacenamiento térmico de alta temperatura no está fuera del alcance de la presente invención. En la configuración mostrada, el módulo de alta temperatura 10 se sitúa aguas abajo del sistema de almacenamiento ST1, atendiendo a la circulación del fluido desde la zona de sobrecalentamiento 2.2 del campo solar hacia el sistema de almacenamiento ST1.
El módulo de alta temperatura 10 es, por ejemplo, un dispositivo de almacenamiento térmico indirecto que comprende un intercambiador térmico con un circuito secundario que comprende un tanque de almacenamiento con sales fundidas o un regenerador de aire-matriz sólida. Como variante, puede tratarse un dispositivo de almacenamiento directo en hormigón o cualquier otro material.
Por ejemplo, la temperatura de entrada en el módulo de almacenamiento térmico de alta temperatura está comprendida entre 300-600 °C.
En el ejemplo mostrado, el sistema de almacenamiento ST1 comprende un módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente 12, en adelante denominado "módulo de calor latente" y un módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido 14, en adelante denominado "módulo de desplazamiento de líquido".
El módulo de calor latente 12 comprende un tanque 16 que contiene un material de cambio de fase 18 y canales 20 que pasan a través del material de cambio de fase, circulando el fluido en los canales para intercambiar el calor con el material de cambio fase 20. El material de cambio de fase puede seleccionarse de entre los materiales de cambio de fase conocidos por realizar el almacenamiento térmico. En particular, puede seleccionarse de entre los descritos en el artículo de Murat M. Kenisarin ("High-temperature phase change materials for thermal energy storage", Renewable and Sustainable Energy Reviews 14 (2010) 955-970). Como variante, el material de cambio de fase puede estar encapsulado y/o el módulo de calor latente puede comprender un intercambiador que puede ser del tipo de superficie rascada.
Además, el módulo de calor latente puede contener, en lugar del material de cambio de fase o además del material de cambio de fase, uno o más materiales de transición de estado sólido/sólido. En el resto de la descripción, se tomará como ejemplo un módulo de calor latente con un material de cambio de fase.
El módulo de calor latente 12 comprende un conector 24 de alimentación de vapor o de evacuación del vapor, denominado en lo sucesivo "primer conector de vapor 24" y un conector 26 de evacuación del líquido o alimentación de líquido, denominado en lo sucesivo "primer conector de líquido 26". En el ejemplo mostrado, el primer conector de vapor 24 está situado en la parte superior y el primer conector de líquido 26 está situado en la parte inferior del tanque 16, pero esto no es en absoluto limitante y es posible prever un tanque dispuesto horizontalmente. Además, en el ejemplo mostrado, el tanque 16 presenta una forma cilíndrica de revolución, pero esta forma tampoco es limitante.
Como variante, puede preverse que el almacenamiento térmico se realice de forma indirecta, es decir, que el material de cambio de fase puede estar dispuesto en un tanque separado de aquel en el que circula el fluido y el intercambio térmico entre el fluido y el material de cambio de fase se realiza a través de un intercambiador térmico y un circuito secundario. Esta variante presenta la ventaja de posibilitar la realización de un tanque, en el que circula el fluido y que está configurado para mantener una alta presión, de tamaño reducido, ya que no contiene el material de cambio de fase. El coste de fabricación puede entonces verse reducido.
Un módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido comprende un volumen de líquido V y una bóveda de vapor, comprendiendo el volumen de líquido V una parte superior ZC formada por un líquido caliente, una parte inferior ZF formada por un líquido frío y una región de transición que separa la parte superior de la inferior. La región de transición se llama "termoclina". No hay intercambio térmico dentro del módulo. Asimismo, no contiene ningún material de cambio de fase. Además, el almacenamiento se realiza por desplazamiento del líquido en el interior del tanque, manteniendo un volumen constante.
El módulo de desplazamiento de líquido 14 comprende un tanque 28 que contiene un volumen de líquido V que representa una gran parte del volumen interior del tanque 28 y una zona superior 30 llena de vapor y que forma una bóveda de vapor. La relación entre el volumen de líquido V y el volumen de la bóveda de vapor es, de preferencia, relativamente alta, del orden de 10 a 20 para minimizar el volumen total del tanque y por lo tanto el coste. El volumen de líquido V comprende una zona de líquido caliente ZC en la parte superior y una zona de líquido frío ZF en la parte inferior. La zona ZC está en contacto con la bóveda de vapor 30. En el ejemplo mostrado, el tanque 28 presenta la forma de un cilindro de revolución, cuyo eje está orientado verticalmente, pero esta forma no es en absoluto limitante.
El tanque 28 comprende un conector 32 situado en la zona superior 30 del tanque 28 que se abre en la bóveda de vapor 30 para la alimentación de vapor o a la evacuación de vapor y que se denominará en lo sucesivo "segundo conector de vapor", un conector 34 en la zona superior 30, conectado al primer conector de vapor 24 del módulo de calor latente 14 y que se denominará en lo sucesivo "tercer conector de vapor", un conector 36 que se abre en la zona de líquido caliente ZC y conectado al primer conector de líquido 26 del módulo de calor latente 12, que se denominará en lo sucesivo "segundo conector de líquido" y un conector 38 que se abre en el fondo del tanque 28 en la zona de líquido frío ZF, que se denominará en lo sucesivo "tercer conector líquido". El tercer conector de líquido 38 está conectado por un circuito de evacuación al circuito de alimentación de la zona de evaporación 2.1 del campo solar 2 a través de una bomba hidráulica 40 y una válvula de control 42, que asegura la evacuación del líquido frío hacia el campo solar en la fase de carga. La bomba hidráulica 40 eleva la presión del líquido a la presión de entrada del campo solar.
El tercer conector de líquido 38 también está conectado por un circuito de alimentación en la salida de la zona de producción de energía eléctrica 6, comprendiendo también el circuito una válvula reguladora 44. Este circuito de alimentación permite la alimentación de líquido frío al tanque 28 en la fase de descarga.
El módulo de calor latente 12 está conectado por su primer conector de líquido 26 al segundo conector de líquido 36 del tanque 28 mediante un circuito de evacuación 48 a través de una segunda bomba hidráulica 50 y una válvula de cierre 52, para asegurar la circulación del líquido desde el módulo de calor latente 12 hacia el módulo de desplazamiento de líquido 14. El módulo de calor latente 12 también está conectado por su primer conector de líquido 26 al segundo conector de líquido 36 del tanque de desplazamiento de líquido mediante un circuito de alimentación 47 provisto de una válvula reguladora 49 para asegurar la alimentación del módulo de calor latente 12 en la fase de descarga.
Preferiblemente, el tanque 16 del módulo de calor latente 12 presenta una altura inferior o igual a la del tanque 28 del módulo de desplazamiento de líquido para permitir que la fase de descarga se lleve a cabo en circulación natural. De esta manera se evita el coste asociado con la instalación y el mantenimiento de una bomba hidráulica. Un sistema en el que se prevé una circulación forzada del líquido entre los dos tanques en la fase de descarga no está fuera del alcance de la presente invención.
De manera ventajosa, el tanque de desplazamiento de líquido presenta una relación longitud/diámetro suficiente para reducir el coste del material asociado con la construcción de alta presión y la reducción de la pérdida térmica, teniendo en cuenta su instalación. La relación es estrictamente superior a 1, de manera ventajosa está comprendida entre 3 y 15 y, más en particular, es del orden de 10.
En el ejemplo mostrado, se prevé una válvula reguladora 54 en la entrada del circuito secundario II. Esta válvula reguladora 54 puede omitirse de manera ventajosa. En efecto, la alimentación de vapor al circuito secundario II tiene lugar solo cuando hay exceso de vapor, por lo que la válvula 54 puede omitirse. Además, gracias a la conexión entre el módulo de alta temperatura y el módulo de calor latente a través del módulo de desplazamiento de líquido, existe un equilibrio de presión entre los tanques 16 y 28, lo que permite no utilizar válvulas reguladoras.
Se entenderá que la ubicación de los conectores a través de los tanques 16 y 28 no es limitante. Es el lugar de alimentación o retirada del fluido lo que debe tenerse en cuenta. Por ejemplo, tal como se describirá más adelante en la figura 6, la conexión entre dos tanques puede realizarse en una parte del tanque y la inyección del fluido puede realizarse en otra zona en el interior del tanque.
A continuación, se describirá el funcionamiento del sistema de almacenamiento térmico ST1. Se supondrá que el circuito secundario II no incluye la válvula reguladora 54.
En primer lugar, se describirá una fase de almacenamiento de energía térmica y luego se describirá una fase de liberación de energía térmica.
Durante el día, cuando el caudal de vapor procedente del campo solar sobrepasa el caudal requerido de la turbina, el exceso de caudal se envía al circuito secundario II para almacenar el exceso de energía térmica. La circulación del fluido se hace siguiendo las flechas Fc.
El fluido en forma de vapor pasa primero a través del módulo de alta temperatura 10 en el que la temperatura del vapor se reduce por intercambio térmico, pero el fluido todavía está en forma de vapor. Una pare de la energía se almacena en el módulo de alta temperatura 10 en forma de calor sensible.
El vapor entra luego en el módulo de desplazamiento de líquido 14, al nivel de la bóveda de vapor 30, por el segundo conector de vapor 32 con un cierto grado de sobrecalentamiento. Cuando la planta de energía solar no comprende una zona de sobrecalentamiento de vapor, el vapor está en condiciones de saturación. Dependiendo de las condiciones de temperatura en la bóveda de vapor 30, el vapor entrante puede condensarse parcialmente hasta que alcanza las condiciones de equilibrio, es decir, la saturación. El condensado da lugar a una capa de agua saturada que permanece estable sobre la superficie del volumen de agua líquida en la zona de líquido caliente ZC. La parte no condensada del caudal de fluido bajo vapor entra en el módulo de calor latente 12 por el primer conector de vapor 24 y circula a través del material de cambio de fase en el que pierde el calor y se condensa. El fluido en forma líquida fluye por gravedad al fondo inferior del tanque 16 del módulo de calor latente 12, hacia el primer conector de líquido 26, y se recoge en el fondo inferior del tanque 16. Entonces se activa la bomba hidráulica 50 y la válvula de control se abre en el circuito de evacuación para transferir el fluido en forma líquida al segundo conector de líquido 36 del tanque 28 del módulo de desplazamiento de líquido. El líquido se inyecta en la zona de líquido caliente ZC y permanece en equilibrio gracias a la diferencia de densidad con respecto al líquido más frío en la parte inferior del tanque 28. Durante la fase de carga, la presión del circuito principal es tal que la misma es superior a la presión de saturación correspondiente a la temperatura de cambio de fase del material de cambio de fase con el fin de establecer un gradiente de temperatura positivo entre el fluido y el material de cambio de fase y así asegurar la transferencia de calor del fluido de vapor al material de cambio de fase. El material de cambio de fase se ha fundido debido a los intercambios térmicos con el vapor y almacena la energía térmica en forma de energía latente.
Así pues, una parte de la energía térmica es almacenada en el módulo de calor latente 12 en forma de calor latente y otra parte es almacenada en el módulo de desplazamiento de líquido 14 en forma de calor sensible.
De forma simultánea a la alimentación del tanque 28 por el segundo colector de líquido 36 con fluido líquido caliente, el fluido líquido frío se evacúa por el fondo del tanque 28 mediante el tercer conector de líquido 38 y el circuito de evacuación al campo solar. El caudal de fluido líquido frío evacuado se ajusta para mantener un nivel constante de líquido en el tanque 28. La diferencia entre el caudal másico del fluido líquido en la entrada y salida del tanque 28 debido a las diferentes densidades se compensa, por ejemplo, al nivel del depósito de agua de alimentación o del desgasificador en la parte de baja presión del sistema. Estos elementos están situados al nivel de la zona de producción de energía eléctrica 6.
El volumen de líquido V del módulo de desplazamiento de líquido también se denomina termoclina, en el campo de las plantas de energía solar térmicas. Existe una estratificación térmica en el volumen de líquido V y el líquido caliente situado en la parte superior ZC y el líquido frío situado en la parte inferior ZF están separados por una región de transición denominada “termoclina”. En la fase de carga, la termoclina se desplaza hacia el fondo inferior del tanque 28.
En la fase de carga, la temperatura del fluido líquido frío que sale por el tercer conector de líquido es sustancialmente constante, lo que minimiza las perturbaciones en las condiciones de funcionamiento del circuito principal del sistema.
A continuación, se describirá una fase de liberación de la energía térmica. El fluido circula entonces según las flechas Fd.
Esta fase de liberación puede tener lugar en ausencia de luz solar, por ejemplo, durante la noche o durante el día en presencia de nubes o cuando el caudal de vapor producido por el campo solar ya no es suficiente para asegurar el caudal necesario para la turbina.
De manera muy ventajosa, el sistema de almacenamiento ST1 pone ponerse en cualquier momento en condiciones para devolver la energía almacenada muy rápidamente. Tal como se mencionó anteriormente, tan pronto como cae la presión de vapor del circuito principal, lo que corresponde a un caudal de vapor insuficiente para alimentar la turbina a su caudal nominal, el sistema de almacenamiento ST1 comienza a producir vapor.
En una primera fase, debido a la caída de presión, el vapor generado se produce por el destello del vapor de agua saturado del módulo de desplazamiento de líquido 14. Este vapor se genera, por tanto, muy rápidamente. Esta producción de vapor por el módulo de desplazamiento de líquido 14 en cuanto disminuye la presión permite suavizar el paso entre una fase de carga y una fase de descarga. Por el contrario, en los sistemas del estado de la técnica, el vapor es producido casi exclusivamente por la etapa de calor latente, ya que el destello de vapor del pequeño volumen de agua presente en el módulo de calor latente no desempeña un papel importante en la compensación de la caída de caudal de vapor, y la generación de vapor suficiente solo da comienzo para una caída de presión del orden de 10 a 20 Bar. Por el contrario, según la presente invención, gracias a la producción de vapor por el destello de vapor en el módulo de desplazamiento de líquido, el vapor se produce de tal manera que compensa la disminución del caudal durante un intervalo de tiempo significativo tan pronto como la caída de presión es del orden de 1 Bar a 2 Bar.
En una segunda fase, cuando la presión en el circuito principal y también en el circuito secundario II ha caído lo suficiente, el vapor comienza a ser producido por el módulo de calor latente 12. Para ello, el fluido líquido caliente, que se encuentra en una temperatura próxima a la saturación, situado en la zona ZC del módulo de calor sensible circula desde el segundo conector de líquido 36 hacia el primer conector de líquido 26 por el circuito de alimentación.
El fluido líquido caliente circula a través del material de cambio de fase, provocando su evaporación. El caudal de fluido líquido caliente procedente del módulo de calor sensible 14 se adapta al caudal de vapor producido en el módulo de calor latente para permitir que se desarrolle la ebullición sobre toda la altura del módulo de calor latente 12.
Se produce así una mezcla agua-vapor en el módulo de calor latente. Esta mezcla de dos fases se transfiere a la parte superior 30 del módulo de desplazamiento de líquido, es decir, en la bóveda de vapor, mediante el primer conector de vapor 24 y el tercer conector de vapor 34. Entonces la parte superior 30 del módulo de desplazamiento de líquido forma, de manera muy ventajosa, un separador: la fase líquida se une a la zona de líquido caliente ZC y el vapor saturado sale del módulo de desplazamiento de líquido 14 por el segundo conector de vapor 32, pasa a través del módulo de alta temperatura 10 en el que es sobrecalentado por la energía almacenada en este módulo y luego se envía a la turbina.
Gracias a la estructura del sistema de almacenamiento según la invención, el separador líquido-vapor está directamente integrado en el sistema y, por tanto, no requiere elementos y conexiones complementarios.
De forma simultánea a la transferencia de fluido líquido caliente desde el módulo de desplazamiento de líquido hacia el módulo de calor latente, el módulo de desplazamiento de líquido es alimentado con fluido líquido frío por el tercer conector de líquido 38 y el circuito de alimentación conectado en la salida de la zona de producción de energía eléctrica 6. El caudal de entrada está adaptado para que el nivel permanezca sustancialmente constante en el tanque 28. En esta fase, el frente de separación o "termoclina" entre la parte caliente ZC y la parte fría ZF del fluido líquido en el tanque 28 se desplaza hacia lo alto del tanque.
El módulo de desplazamiento de líquido también realiza una función de amortiguación, por ejemplo, en el caso de periodos nublados. Durante una demanda de energía en la turbina, la presión del vapor en el circuito principal cae de forma abrupta. Sin embargo, gracias a la capacidad del módulo de desplazamiento de líquido para producir vapor muy rápidamente, sin utilizar el módulo de calor latente, puede suavizarse el efecto de situaciones transitorias, por ejemplo, periodos nublados, sobre la producción de vapor. Por tanto, aumenta la vida útil de la turbina.
En la figura 3, puede verse representada gráficamente la evolución del caudal total de vapor en kg/s procedente del sistema de almacenamiento ST designado Dbtotal en función del tiempo t en horas, la evolución del caudal de vapor procedente del destello de líquido en el módulo de desplazamiento de líquido designado Dbsens y la evolución del caudal de vapor procedente del módulo de calor latente designado Dblat. La suma del caudal de vapor por destello y del caudal de vapor procedente del módulo de calor latente es igual al caudal total.
Puede observarse que, durante varias decenas de minutos, al inicio de una fase de descarga, la mayor parte del caudal de vapor se forma por el destello de vapor en el módulo de calor sensible (zona designada como "Flash”). Tal como se ha explicado anteriormente, este destello proporciona un efecto suavizador entre la fase de carga y de descarga.
En la figura 4, puede verse la evolución de la presión P en Bar en el sistema de almacenamiento en función del tiempo t en horas. Puede observarse que la función suavizadora del destello de vapor permite limitar la variación de presión Dp a 3-4 Bar durante un periodo At de aproximadamente media hora entre el momento del final de la producción de vapor en el campo solar (punto A en la figura 3) y el caudal máximo (punto B en la figura 3) devuelto por el destello de líquido del módulo de desplazamiento de líquido.
En la figura 5, puede verse otra realización de un sistema de almacenamiento ST2. Los elementos con la misma función y una estructura similar serán designados por las mismas referencias que las utilizadas para describir el sistema ST1.
En este ejemplo de realización, el módulo de calor latente comprende un segundo conector de vapor 60 situado en su parte superior y conectado directamente al módulo de calor latente 112 por una válvula de control 62, con la válvula de control 56 situada entre la conexión entre el módulo de alta temperatura 10 y el módulo de desplazamiento de líquido 12.
En este ejemplo, el módulo de desplazamiento de líquido 14 y el módulo de calor latente 112 no están a la misma presión.
Durante la fase de carga, las válvulas 56 y 58 se cierran y la válvula 62 se abre, el vapor procedente del campo solar a través del módulo de alta temperatura 10 entra directamente en el módulo de calor latente 112 para salir en fase líquida por el primer conector de líquido 26 y luego ser enviado a la zona ZC del módulo de desplazamiento de líquido 14.
Durante la fase de descarga, las válvulas 56 y 58 se abren y la válvula 62 se cierra y el funcionamiento es entonces el mismo que el de los sistemas de las figuras 1 y 2. En este ejemplo de realización, en el caso de un periodo nublado, es la pequeña cantidad de líquido en el interior del módulo de calor latente la que primero destella para producir vapor antes de que las válvulas 56, 58 y 62 cambien al modo de liberación.
El módulo de desplazamiento de líquido 14, en particular el volumen de líquido V, presenta un comportamiento estable en todas las condiciones de funcionamiento, por lo que puede funcionar sin un inserto.
De manera ventajosa, puede disponerse un diafragma de separación entre la parte caliente ZC y la parte fría ZF del volumen de líquido para reducir las pérdidas por convección.
De manera muy ventajosa, el módulo de desplazamiento de líquido comprende medios para asegurar la inyección del líquido en el módulo de calor sensible y de la mezcla líquido-vapor procedente del módulo de calor latente, y también su retirada, evitando la aparición de cualquier turbulencia en el volumen de líquido V con el fin de que permanezca en condiciones cuasi-estacionarias, excepto por el desplazamiento general que normalmente se realiza a muy bajas velocidades, para evitar una mezcla entre la zona ZC y la zona ZF. Por ejemplo, estos medios están formados por dispositivos que aseguran una buena distribución del flujo de fluido en el módulo 14 de desplazamiento de líquido.
En la figura 6, puede verse representado esquemáticamente un módulo de desplazamiento de líquido con ejemplos de realizaciones de conectores de líquido y vapor en el módulo de desplazamiento de líquido 14.
El tercer conector de vapor 34 pasa lateralmente a través del tanque 28 y se dobla para inyectar o extraer el vapor en o desde la parte superior de la bóveda de vapor 30.
El segundo conector de líquido 36 pasa a través del tanque 28 en su parte inferior y está conectado a un conducto 66 dispuesto en el interior del tanque 28 que se abre en la parte superior de la zona ZC justo debajo de la interfaz con la bóveda de vapor para distribuir el líquido caliente, por ejemplo, mediante distribuidores 67. De manera ventajosa, los distribuidores están configurados para flotar sobre la superficie del volumen V en la interfaz con la bóveda de vapor, por lo que la distribución de líquido caliente siempre tiene lugar en la interfaz vapor-líquido en la parte más caliente de la zona ZC y evita la creación de turbulencias debido a las corrientes de convección natural. El tercer conector 38 de líquido no atraviesa directamente el fondo del tanque 28 sino su pared lateral y comprende un conducto acodado 68 que aspira o inyecta líquido frío en el fondo del tanque 28.
El fluido utilizado en la planta y capaz de vaporizarse y condensarse es, por ejemplo, agua. También es posible utilizar fluidos orgánicos tales como un aceite de silicona, por ejemplo, el pentafluoropropano conocido con el nombre de R245fa o metales líquidos, que tienen en particular un punto de ebullición bajo (por ejemplo, inferior a 600 °C).
La invención se aplica a todos los procedimientos que involucran fluidos que experimentan un cambio de fase líquido/vapor y también a todos los materiales de cambio de fase que tienen una temperatura de cambio de fase en el intervalo de temperaturas de cambio de fase del fluido utilizado en el procedimiento. Asimismo, tal como se ha mencionado anteriormente, el material de cambio de fase podría sustituirse por o asociarse con un material de transición de estado con un cambio de estado sólido/sólido.
Gracias a la invención y, más en particular, a la implementación de un tanque de calor latente y un tanque de desplazamiento de líquido, se lleva a cabo un almacenamiento directo de energía que permite maximizar la eficiencia.
Además, el sistema de almacenamiento es sencillo de realizar y presenta un coste de producción reducido en comparación con los sistemas con un módulo de almacenamiento indirecto a baja temperatura, por ejemplo, que utilizan sales fundidas o aceite.
Además, el módulo de desplazamiento de líquido realiza la función de amortiguación, lo que permite suavizar los estados transitorios, como los periodos nublados, durante varias decenas de minutos. En los sistemas del estado de la técnica, se prevé un tanque de amortiguación adicional para reducir estos tránsitos.
El módulo de calor sensible también suaviza la presión transitoria entre la fase de carga y la fase de descarga, ya que asegura una rápida generación de vapor. Este efecto suavizador permite mejorar la eficiencia de devolución de la energía.
El sistema de almacenamiento térmico se puede utilizar en instalaciones distintas de una planta de energía solar, en particular para procedimientos en los que se desea disociar o suavizar la producción de vapor de su explotación, por ejemplo, en los sistemas de incineración de residuos.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Sistema de almacenamiento térmico de vapor que comprende un módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) y un módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido (14), comprendiendo el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) un tanque (16), comprendiendo el módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido (14) un tanque (28) separado del tanque (16) del módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) que contiene un volumen de líquido (V) y de vapor en su parte superior (30), siendo el volumen del líquido contenido en el tanque (28) del módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido (14) constante durante las fases de almacenamiento y de liberación, caracterizado por que dicho sistema comprende primeros medios (26, 36) para transferir el líquido entre una zona superior del volumen de líquido (V) y el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12), segundos medios (38) para transferir el líquido entre una zona inferior del volumen de líquido (V) y un primer circuito exterior, terceros medios (24, 34) para transferir el vapor o una mezcla líquido-vapor entre la parte superior (30) del tanque (28) del módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido (14) y el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) y cuartos medios (32, 60) para asegurar la transferencia de vapor entre el sistema y un segundo circuito exterior.
2. Sistema de almacenamiento térmico según la reivindicación 1, en el que los cuartos medios (32) para asegurar la transferencia de vapor entre dicho sistema y un circuito exterior están formados por una conexión (32) que se abre únicamente en la parte superior (30) del módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido (14).
3. Sistema de almacenamiento térmico según la reivindicación 1, en el que los cuartos medios (60) para asegurar la transferencia de vapor entre el sistema y un circuito exterior están formados por una conexión (60) de alimentación de vapor que se abre en el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) y una conexión de evacuación de vapor que extrae el vapor de la parte superior (30) del módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido (14).
4. Sistema de almacenamiento térmico según la reivindicación 3, en el que los terceros medios (24, 34) para transferir el vapor o una mezcla líquido-vapor entre la parte superior del tanque (28) del módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido (14) y el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) comprenden una primera válvula de control (58) para interrumpir la comunicación entre dichos módulos (12, 14).
5. Sistema de almacenamiento térmico según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) comprende al menos un material de transición de estado sólido/sólido y medios de intercambio térmico entre dicho material y el fluido que pasa a través del módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12), y/o en donde el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) comprende al menos un material de cambio de fase (18) y medios de intercambio térmico entre dicho material y el fluido que pasa a través del módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12).
6. Sistema de almacenamiento térmico según la reivindicación 5, en el que el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) comprende un primer tanque que contiene dicho material de cambio de fase y/o dicho material de transición de estado sólido/sólido, un segundo tanque distinto del primer tanque para el flujo de fluido los medios de intercambio térmico entre el primer tanque y el segundo tanque.
7. Sistema de almacenamiento térmico según una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que los primeros medios (26, 34) para transferir el líquido entre una zona superior (ZC) del volumen de líquido (V) y el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) comprenden una bomba hidráulica (50) para transferir el líquido desde el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) hacia el módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido (14).
8. Sistema de almacenamiento térmico según una de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la altura del tanque (16) del módulo de almacenamiento térmico den forma de calor latente (12) es inferior o igual a la altura del tanque (28) del módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido (14).
9. Sistema de almacenamiento térmico según una de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende una membrana flotante que separa una zona de líquido con una primera temperatura superior de una zona de líquido con una segunda temperatura, siendo la primera temperatura superior a la segunda temperatura.
10. Sistema de almacenamiento térmico según una de las reivindicaciones 1 a 9 en el que los primeros medios (26, 36) para transferir el líquido entre una zona superior (ZC) del volumen de líquido (V) y el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) comprenden un distribuidor para inyectar o para extraer líquido en o desde el módulo de almacenamiento térmico por desplazamiento de líquido, de modo que se reduzcan las turbulencias en el volumen de líquido.
11. Planta de energía solar con generación directa de vapor que comprende un circuito principal que incluye un campo solar (2.1, 2.2) de producción de vapor y una zona de aprovechamiento del vapor (6) conectados en serie y un circuito secundario conectado al campo solar para ser alimentado por el campo solar (2.1,2.2) con al menos una fracción del caudal de vapor y para alimentar el campo solar (2.1, 2.2) con líquido, comprendiendo dicho circuito secundario un sistema de almacenamiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, estando conectados los segundos medios de transferencia (38) a la entrada del campo solar (2.1, 2.2) y a la salida de la zona de aprovechamiento (6) del vapor y conectando los cuartos medios (32, 60) el sistema de almacenamiento térmico a la salida del campo solar, siendo la zona de aprovechamiento del vapor (6), de manera ventajosa, una zona de producción de electricidad.
12. Planta de energía solar según la reivindicación 11 combinada con la reivindicación 4, que comprende una segunda válvula de control (62) entre la salida del campo solar y el módulo de almacenamiento térmico en forma de calor latente (12) y cuando la primera válvula de control (58) está en estado abierto o cerrado, la segunda válvula está, respectivamente, en estado cerrado o abierto.
13. Planta de energía solar según las reivindicaciones 11 o 12, que comprende un módulo de almacenamiento térmico de alta temperatura (10) en forma de calor sensible dispuesto entre la salida del campo solar y el sistema de almacenamiento.
14. Planta de energía solar según una de las reivindicaciones 11 a 13, en la que los segundos medios de transferencia (38) comprenden una bomba hidráulica (40) para transferir el líquido del módulo de almacenamiento por desplazamiento de líquido (14) al campo solar (2.1, 2.2) a una presión determinada.
15. Planta de energía solar según una de las reivindicaciones 11 a 14 combinada con la reivindicación 13, en la que el módulo de almacenamiento térmico de alta temperatura (10) y el sistema de almacenamiento térmico se cargan con energía térmica siempre que la presión de vapor producida por el campo solar (2.1, 2.2) sea superior o igual a un valor de presión determinado y en donde el sistema de almacenamiento térmico produce vapor de forma automática tan pronto como la presión de vapor producida por el campo solar (2.1, 2.2) sea inferior o igual a un valor determinado, siendo, de manera ventajosa, la presión determinada la presión nominal de funcionamiento de una turbina en la zona de aprovechamiento del vapor.
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