Design of new heat transfer fluids in solar power plants: multiscale modelling and experimental study of high temperature corrosión

Abstract

Solar power plants are of great interest in the energy sector as this renewable source can provide both heat and electricity for populations and for industrial purpose. Overcoming the price gap making the development of solar thermal energy comes with the development of new heat transfer fluids with a lower cost and higher operation range, increasing the overall performance and lifespan of these plants. Indeed, molten chlorides appeared as promising salts acting both as heat storage and transfer mediums, as they can rise their operational temperature up to 800ºC, competing with the commercial Solar Salt which does not reach temperatures higher than 565ºC. Particularly, the cheapest one, MgCl₂-NaCl-KCl mixture, offers an operating range from 380ºC to over 750ºC. Thermo-molecular dynamic simulations were performed on this appealing fluid, to study its local structure and physical properties with respect to temperature...

Las centrales solares son de gran interés en el sector energético, ya que esta fuente renovable puede proporcionar tanto calor como electricidad para las poblaciones y para usos industriales. Superar la diferencia de costos en el desarrollo de la energía solar térmica está ligado a la creación de nuevos fluidos de transferencia de calor con un menor costo y un mayor rango de operación, lo que aumenta el rendimiento general y la vida útil de estas plantas. De hecho, los cloruros fundidos han surgido como sales prometedoras que actúan tanto como almacenamiento de calor como medios de transferencia, ya que pueden alcanzar temperaturas de operación de hasta 800ºC, compitiendo con la sal solar comercial que no supera los 565ºC. En particular, la mezcla más económica de MgCl₂-NaCl-KCl ofrece un rango operativo de 380ºC a más de 750ºC. Se realizaron simulaciones termo-moleculares dinámicas en este fluido prometedor para estudiar su estructura local y sus propiedades físicas en función de la temperatura...