Andrew Williams
Hay muchas técnicas y muy variadas para mejorar el rendimiento de las plantas y normalmente son diferentes dependiendo del tipo de tecnología CSP usada. Así que, ¿qué métodos emplean los operadores para incrementar la producción de la planta y cómo acometen el cálculo del valor real en el ahorro de gastos? Además, ¿qué componentes CSP aportan más efectividad y eficiencia para cada tecnología CSP?
En los EEUU, Areva Solar incrementa la producción en las plantas termosolares independientes mediante el uso de la tecnología del reflector linear compacto de Fresnel (CLFR, por sus siglas en inglés), que puede producir vapor sobrecalentado a temperaturas de hasta 750ºF (400ºC) y presiones de hasta 1535 psia. Usar el vapor sobrecalentado a temperaturas y presiones altas incrementa la eficacia del bloque energético, lo que aumenta la producción de la planta.
“Ya que cuesta mucho menos construir nuestros terrenos solares que otras tecnologías CSP, podemos tener otros gastos que impliquen una mejora en el factor de capacidad general de la planta. [Esto significa que] podemos estar en el punto de máxima producción en un día durante periodos más largos”, afirma Jayesh Goyal, vicepresidente de ventas en Norteamérica de Areva.
Para aumentar la producción en las plantas existentes, Areva usa su campo solar, que la incrementa mediante el suministro de vapor sobrecalentado que puede integrarse en operaciones de plantas existentes para una mayor capacidad máxima.
Solar Millennium Group, con sede en Alemania, invierte constantemente en investigación y desarrollo con el fin de incrementar la eficacia de todos sus componentes. Según su portavoz, Susanne Krebs, los puntos más importantes son la optimización de los colectores concentradores parabólicos (incluyendo el nuevo ‘HelioTrough’, desarrollado con las filiales Flagsol y Solar Trust of America, y galardonado recientemente con el Premio CSP Today a la innovación), la investigación de diferentes métodos para alcanzar temperaturas más altas y las continuas mejoras de configuración y eficacia del bloque energético.
“Otro método para aumentar la producción de la planta es la integración de depósitos de almacenamiento termal como en nuestras plantas Andasol en España. La integración de dichos depósitos termales permite el suministro energético según la demanda, incluso después de la puesta de sol, y casi dobla la producción de la planta si se aplica de manera adecuada”, señala Krebs.
En SkyFuel, con sede en los EEUU, donde el sistema principal es el de los colectores para instalaciones de concentradores solares parabólicos llamado SkyTrough, se maximiza la producción del sistema gracias a las mejoras en los atributos del diseño del colector y el funcionamiento y mantenimiento del sistema.
“Un método, que se usa para eliminar cualquier necesidad de alineación o puesta a punto (de reflectores y módulo a módulo) es hacer las partes de tal manera que se autoalineen durante el ensamblaje y la construcción del campo, lo que asegura que se logra y se mantiene la máxima producción”, señala Randy Gee, jefe de tecnologías en Skyfuel.
Otros métodos de mejora de la producción incluyen el uso de reflectores que no son de vidrio o espejos de un vidrio más fuerte para evitar así la rotura del reflector, y la utilización de un diseño preciso de conducción sin casi reacción, para mantener la precisión de seguimiento, lo que ayuda a maximizar la producción del sistema.
Calcular el ahorro de costes
Las compañías calculan el valor financiero de las mejoras de producción de las centrales de diversas maneras. En Areva Solar, han logrado ahorrar gastos con el aumento de vapor estudiando la compensación de los costes del combustible y la reducción de emisiones. También es posible situar un valor en la energía adicional generada en la planta.
En el caso de las centrales independientes, también se ahorran gastos mediante el uso de componentes estándar (no usan tubos receptores o petróleo costosos). Lo que utilizan es más o menos un 25-30% más barato que otras opciones CSP.
“También usamos menos terreno (cerca de la mitad que los concentradores, por ejemplo) lo que reduce los gastos de terreno y también ofrece más opciones a la hora de escoger el emplazamiento”, señala Goyal.
En Skyfuel, los ahorros derivados de la sustitución de menos partes están calculados mediante el descuento del valor de partes y mano de obra para su sustitución y añadiendo el valor funcional con una producción máxima.
Integración de los componentes
Entonces, ¿qué componentes CSP integran más efectividad y eficiencia para las tecnologías CSP? Aunque muchas compañías son comprensiblemente reacias a suministrar demasiada información sobre los componentes que usan, SkyFuel reveló que ha desarrollado un sistema de control y manejo de seguimiento solar, denominado OnSunTM, que se integra de manera fácil y eficiente en todos los concentradores parabólicos a escala de servicio público.
Además, según Areva, hay varios componentes que pueden afectar a la eficacia general de sus plantas. Por ejemplo, el diseño de tubos receptores para minimizar las pérdidas de calor, turbinas más nuevas mejor diseñadas para la naturaleza de arranque y parada de centrales solares, e instrumentos de seguimiento más precisos que mejoran la captura de energía a partir de la luz solar.
“De media, hemos sido capaces de mejorar la eficacia de nuestro producto en un 20-30% cada año, gracias al uso de adelantos en varias áreas”, afirma Goyal.
Aunque los enfoques varían dependiendo del tipo concreto de tecnología usada, está claro que muchas compañías CSP ponen un fuerte énfasis en el desarrollo de técnicas y componentes para mejorar el rendimiento de la central. Comprende desde las mejoras de eficacia relativamente sencillas hasta el desarrollo de nuevos diseños patentados y de procesos de producción. Estas técnicas ofrecen ahorros concretos e importantes ganancias en eficiencia.
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