El proyecto busca probar que el calor producido por una instalación solar puede mejorar la eficiencia de una planta convencional al tiempo que reduce sus emisiones de CO2. La integración con éxito de esta tecnología permitirá su futura aplicación a gran escala en otras centrales.
“Continuamos apostando por el desarrollo de vías que nos ayuden a reducir el impacto medioambiental”, dice David Wilks, Presidente del Grupo de Abastecimiento Energético de Xcel Energy. “Si se logran los objetivos de esta planta demostración, podremos implantar este tipo de tecnología avanzada en otras plantas de carbón para reducir las emisiones de dióxido de carbono en Colorado, y posiblemente en otras áreas de nuestro territorio.
La instalación solar, de cuatro megavatios térmicos, estará compuesta por colectores cilindro-parabólicos de última generación desarrollados por Abengoa Solar.
Ken May, director de Abengoa Solar IST, ha destacado el gran potencial que tiene la aplicación, a gran escala, de la tecnología de instalaciones solares industriales: “Un buen uso de la energía solar térmica producida en estas instalaciones puede mejorar la eficiencia de la central al tiempo que reduce sus emisiones de CO2. Si logramos una exitosa integración solar-carbón, podremos hacer una uso más extenso de esta solución en el sector servicios”.
Tecnología cilindro-parabólica para instalaciones solares industriales
Las instalaciones solares industriales utilizan la tecnología cilindro-parabólica que, además de para la producción de electricidad, es idónea para la producción de energía térmica destinada a procesos industriales.
Un mayor uso de esta tecnología tendría un impacto significativo en beneficio del medio ambiente, ya que las industrias son las principales generadoras de gases de efecto invernadero.
La tecnología cilindro-parabólica para instalaciones industriales de Abengoa Solar utiliza polímeros, unos colectores que siguen al sol durante el día para concentrar la radiación solar sobre un tubo absorbedor situado el la línea focal de la parábola. El fluido calorportador que circula por el tubo alcanza altas temperaturas y, mediante un intercambiador de calor, produce energía que puede usarse para generar vapor, calentar agua o aire, o para hacer funcionar una máquina de absorción de aire acondicionado.
Tecnología Cilindro-Parabólica
La tecnología cilindro-parabólica es una tecnología limpia, madura y con un extenso historial que demuestra estar preparada para la instalación a gran escala. Esta tecnología lleva siendo instalada a nivel comercial desde los años 80 con un excepcional comportamiento. Desde entonces, ha experimentado importantes mejoras a nivel de costes y rendimientos. Actualmente hay 300 MWs en operación, 400 en construcción y alrededor de 6 GWs en promoción a nivel mundial.
Introducción a la tecnología
La tecnología cilindro-parabólica basa su funcionamiento en seguimiento solar y en la concentración de los rayos solares en unos tubos receptores de alta eficiencia térmica localizados en la línea focal de los cilindros. En estos tubos, un fluido transmisor de calor, tal como aceite sintético es calentado a aproximadamente 400 ºC por los rayos solares concentrados. Este aceite es bombeado a través de una serie de intercambiadores de calor para producir vapor sobrecalentado. El calor presente en este vapor, se convierte en energía eléctrica en una turbina de vapor convencional.
La tecnología cilindro-parabólica es la tecnología CSP más desarrollada y ha sido el objeto de investigación de Abengoa Solar. En Abengoa Solar estamos actualmente desarrollando cinco plantas de 50 MW cada una en la Plataforma Solúcar, Sanlúcar la Mayor, Sevilla, España.
Hibridación y almacenamiento
En tecnología de cilindro-parabólica, se puede incorporar el almacenamiento de energía. A partir de este almacenamiento el sistema puede proporcionar energía aun en condiciones de nubosidad o de noche. Actualmente la solución más utilizada es el uso de un tanque de sales fundidas que acumula la energía para ser distribuida en otro momento. Consecuentemente la planta necesita ser sobredimensionada. Otra aplicación utilizada en tecnología de cilindro-parabólica es la hibridación.
Los componentes principales del campo solar de la tecnología cilindro-parabólica son:
* El reflector cilindro-parabólico: La misión del receptor cilindro parabólico es reflejar y concentrar sobre el tubo absorbente la radiación solar directa que incide sobre la superficie. La superficie especular se consigue a través de películas de plata o aluminio depositadas sobre un soporte que le da la suficiente rigidez. En la actualidad los medios soporte más utilizados son la chapa metálica, el vidrio y el plástico.
* El tubo absorbedor: El tubo absorbedor consta de dos tubos concéntricos separados por una capa de vacío. El interior, por el que circula el fluido que se calienta es metálico y el exterior de cristal.
El fluido de trabajo que circula por el tubo interior es diferente según la tecnología. Para bajas temperaturas (< 200 ºC) se suele utilizar agua desmineralizada con Etileno-Glicol mientras que para mayores temperaturas (200º C < T < 450 º C) se utiliza aceite sintético. Las últimas tecnologías permiten la generación directa de vapor sometiendo a alta presión a los tubos y la utilización de sales como fluido caloportante.
* El sistema de seguimiento del sol: El sistema seguidor más común consiste en un dispositivo que gira los reflectores cilindro-parabólicos del colector alrededor de un eje.
* La estructura metálica: La misión de la estructura del colector es la de da rigidez al conjunto de elementos que lo componen.
La tecnología termosolar más madura
Los principales ventajas de esta tecnología es que se trata de una tecnología madura y preparada para ser instalada a nivel comercial, ya que las primeras plantas CCP llevan siendo instaladas en EEUU desde principios de los 80.
Requerimientos
En la tecnología termosolar existe una serie de variables que deben ser analizadas a la hora de plantear una instalación. Los requerimientos más importantes en una planta termosolar son:
* La orografía: Terreno extremadamente llano.
* El clima (DNI, GHI).
* Disponibilidad de agua.
* Conexión cercana a una subestación eléctrica.
Ocupación de terreno para plantas de 100 MW
El campo solar de una planta de tecnología cilindro-parabólico consiste en largas filas paralelas de colectores. Como en el caso de la torre, los colectores cilindro-parabólicos consumen agua, por este motivo, la situación donde se instala debe satisfacer algunas características de disponibilidad de agua, irradiación y de un terreno llano. La tabla a continuación, muestra la superficie total aproximada de tierra necesaria para la construcción de una planta. Además de los datos de superficie (ha), el ancho aproximado (x en metros) y la longitud (y en metros) de un supuesto terreno rectangular se han incluido.
Sobre Abengoa Solar
Abengoa Solar centra sus actividades en el desarrollo y aplicación de innovaciones tecnológicas para la generación de energía eléctrica a partir del sol. Abengoa Solar tiene su sede principal en Lakewood, (Colorado) donde cuenta con 5000 metros cuadrados de oficinas y talleres de fabricación, y con 70 empleados desarrollando sus actividades en áreas de ingeniería investigación y desarrollo y fabricación. En Estados Unidos Abengoa Solar tiene además oficinas en Arizona y California.
Abengoa es una empresa tecnológica que aplica soluciones innovadoras para el desarrollo sostenible en los sectores de infraestructuras, medio ambiente y energía. Cotiza en Bolsa y está presente en más de setenta países, en los que opera con sus cinco Grupos de Negocio: Solar, Bioenergía, Servicios Medioambientales, Tecnologías de la Información e Ingeniería y Construcción Industrial (www.abengoa.com).
