EMPLEO DEL ACEITE DE JOJOBA COMO FLUIDO CALO-PORTADOR (HTF).

Empleo del aceite de jojoba como fluido calo-portador (HTF).

En instalaciones de captación de energía solar provistas de un captador cilindro-parabólico que concentra la radiación solar sobre un tubo absorbedor,

dicho tubo absorbedor forma parte de un circuito de intercambio térmico y por el mismo circula un fluido calo-portador que transporta el calor desde dicho tubo absorbedor al intercambiador. Los fluidos calo-portadores utilizados hasta la fecha, o bien limitan la temperatura máxima que se puede alcanzar en el tubo absorbedor, o bien se deterioran con relativa prontitud. La invención consiste en el empleo como fluido calo-portador de aceite de jojoba, capaz de soportar temperaturas de trabajo del orden de 390°C e incluso superiores, manteniendo íntegras sus prestaciones de forma prácticamente indefinida.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un nuevo empleo o utilización del aceite de jojoba, concretamente como fluido calo-portador en instalaciones de captación de energía solar, para transferencia térmica entre el colector solar y el complementario intercambiador térmico.

Con el empleo o utilización del aceite de jojoba se desea conseguir: Baja presión de vapor, Bajo punto de congelación, Alta temperatura de inflamación, No atacar a elementos flexibles ni juntas elásticas, Resistir a la degradación y oxidación a altas temperaturas, Conseguir un buen comportamiento ante los repetitivos cambios de temperatura y una óptima capacidad calorífica y magnífica estabilidad térmica y una baja volatilidad

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Como es sabido, los elementos básicos de una instalación para captación de energía solar son un colector, provisto de un tubo absorbedor sobre el que preferentemente confluye la radiación solar mediante una pantalla parabólica, estando este tubo absorbedor comunicado con un

5 intercambiador térmico, el cual transfiere el calor captado por el absorbedor a otro fluido, generalmente agua, u otro fluido que puede ser orgánico, siendo también frecuente la participación en la instalación de un acumulador en forma de tanques de sales o de aceite, que permita mantener almacenado el calor desde el momento en que se produce la captación hasta el momento en que se produce el consumo.

1O El agua tiene un rango de utilización limitado a los niveles térmicos de congelación y/o evaporación, que la hace inviable para, por ejemplo, colectores de concentración

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

15 20 La invención se enfrenta con el problema de obtener un líquido calo-portador capaz de cumplir su función como medio de transmisión térmica y de mantenerse químicamente estable a altas temperaturas, del orden de 390°C, concretamente en instalaciones de captación de energía solar a base de colectores cilindro-parabólicos en los que el tubo absorbedor se sitúa en la línea focal del mismo, recibiendo masivamente la radiación solar.

Tubo absorbedor

Sección transversal de un colector CCP

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

5

Como es sabido, la jojoba (Simmondsia chinensis ) , es una planta

arbustiva, concretamente el único vegetal que produce cera líquida, con las

propiedades fisicas y químicas propias de un éster. De forma más concreta, de

la nuez de la jojoba es extraíble el aceite por prensado, y hasta la fecha este

1 O aceite de jojoba tiene una amplísima gama de aplicaciones prácticas, pero

todas ellas relacionadas con el ámbito de la cosmética y la medicina.

La invención se refiere al empleo del aceite de jojoba como fluido

calo-portador (HTF) en instalaciones de captación de energía solar.

15

Esto es factible por cuanto que en su composición participa un

96% de ceramida, que hace que dicho aceite resulte extremadamente estable

al calor y a la oxidación, manteniendo sus propiedades de forma

5 El aceite constituye el fluido térmico de transferencia de calor que es calentado por efecto de la radiación solar, hasta temperaturas del orden de 390°C o superiores. Esta concentración es producida por un colector cilindro-parabólico de espejos sobre receptores de tipo tubo con cámara de ultravacío, en cuyo interior circula el aceite de referencia.

1 O Una vez que el aceite es calentado a la temperatura prevista, es susceptible de ser almacenado en tanques para su posterior uso, o bien ser llevado a un intercambiador para hacer trabajar a una turbina, con ciclo Rankine de cualquier naturaleza, o calentar otros fluidos orgánicos. A la salida de dicho intercambiador, el aceite se encontrará a una temperatura menor que a la entrada, para ser de nuevo calentado en el captador solar.

15 Se ha podido comprobar experimentalmente que a la citada temperatura de 393°C el aceite de jojoba presenta una presión de vapor de 1, 25 bares, que es una presión de vapor ligeramente superior a la ambiental (del orden de 1, O 1 bar) , lo que le hace especialmente idóneo para la aplicación prevista.

20

Otros ensayos y análisis efectuados sobre el aceite de jojoba han

dado los siguientes resultados

5

Propiedades típicas Método Unidades Mínimo Máximo

Índice de yodo AOCS Cd ld-92 g/IOOg 79 86

Punto de fusión TW68 oc 12 15

Índice de refracción ( 40°C) AOCS Ce 7-25 nO 1458 1460

Indice de saponificación AOCS Cd 3-25 mgKOH/g 88 96

Gravedad específica (25°C) AOCS Ce 1 Ob-25 0.862 0.867

Contenido de triglicéridos TW31 peso%

Trans isomeros AOCS Cd 14-95 peso 1 no detectado no detectado

Valores de especificación

Índice de acidez AOCS Ci 4-91 mg KOH/g 2

Color AOCS Td la-64 Gardner 9

AOCS Ce 13e-92 Lovibond-5%" n/a n/a

C:36 W08 área% 2

C:38 3 8

C:40 23 34

C:42 44 58

C:44 8 14

C:46 3

Índice de peróxidos AOCS Cd 8-53 meq/kg 5

Ausencia de contaminación TW26 CFU/g 100

Comportamiento a la degradación a altas temperaturas Ensayo de degradación realizado en atmósfera de nitrógeno a presión atmosférica Sample: Jojoba_N2 File: Z: ...\jojoba\Aceite Jojoba_n2.001

Size: 8.9012 mg DSC-TGA Run Date: 8-Jun-10 19:13 lnstrument: 2960 SDTV3.0F

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Propiedades analíticas del aceite !Ensayo Unidad Método Resultado

Densidad a 15 °C Kg/L ASTM D 40:'2-09mod 0.8685

Viscosidad Cinemática a 40"C nun2/s AST:VI D 445-09mod 24.96

Punto de Inílamación Pl1v1 (Proc.A) oc ASTM D 93-08mod >200

Agua KF mgikg IP 43910 lmod 234

Punto de Congelación oc AST\1 D 93-09mod +9

Corrosión al Cobre (31m. A 50°C) AST:Yl D 130-04e lmod la

P. Empleo del aceite de jojoba como fluido calo-portador en instalaciones de captación de energía solar a base de colectores de 5 concentración cilindro-parabólicos, provistos de un tubo absorbedor por el

que circula dicho fluido calo-portador (HTF) .