Ciclo Brayton para el dióxido de carbono supercrítico (SCO2)

Una investigación encarada en los Sandia National Laboratories ha dado como resultado el desarrollo de un novedoso sistema de turbinas de gas para generación de energía, que promete mejorar la eficiencia de la conversión termoeléctrica hasta un 50%. La innovación tiene como pilares el avance en sistemas de CO2 supercrítico y en turbinas de ciclo Brayton.

¿Qué es el CO2 Supercrítico? 

El CO2 Supercrítico es un estado del fluido de dióxido de carbono donde se mantiene por encima de su punto crítico (es decir, presión y temperatura  crítica). La densidad en ese punto es similar a la de un líquido y permite la potencia de bombeo necesaria para que en un compresor se reduzca de manera significativa, lo que aumenta significativamente la eficiencia de conversión de energía térmica a eléctrica.

Sandia Nacional Laboratories (SNL) está investigando una tecnología de conversión de energía térmica a eléctrica en una configuración llamada la recompresión en el ciclo Brayton cerrado (RCBC) que utiliza dióxido de carbono supercrítico (S-CO2) como fluido de trabajo, en lugar de vapor, de ese modo aumentar drásticamente la eficiencia de conversión en comparación con el ciclo Rankine de vapor.

La razón principal para mejorar la eficiencia de conversión de potencia es simplemente que el uso de S-CO2 como fluido de trabajo en un ciclo Brayton requiere menos trabajo para convertir la potencia térmica a electricidad. En general, el aumento de la eficiencia representa aumento de la producción para la misma potencia térmica, independientemente de la fuente térmica (gas natural, nuclear, solar o de carbón). Donde los costos de combustible son una parte importante de los costes totales), el beneficio reduce los costos de combustible. Cuando las inversiones de capital son altos (nuclear y la energía solar concentrada), el beneficio se incrementa la producción de la inversión inicial.

Aplicaciones Futuras

Los ciclos de potencia de S-CO2 son aplicables a una amplia variedad de modos de generación de energía. La energía nuclear, energía solar concentrada, calderas de combustibles fósiles, la energía geotérmica y los sistemas de propulsión a bordo han sido identificados como las aplicaciones favorables para ciclos de S-CO2 y reemplazarían a los ciclos tradicionales de Rankine de vapor.

Video de Laboratorio Brayton en SNL