Durante los días 5 y 6 de junio tuvo lugar en Madrid la celebración de las jornadas de trabajo organizadas por la empresa CSP Today en torno a la optimización de las plantas termosolares. A las jornadas acudieron alrededor de 160 profesionales de diferentes nacionalidades, todos ellos responsables directos de la planificación y gestión de este tipo de plantas.
Todos los ponentes tomaron como punto de partida la reducción de costes y el aprovechamiento de los recursos para la maximización y la optimización de las diferentes tecnologías.
El esfuerzo continuado de más de 30 años donde hubo éxitos y fracasos, junto con la investigación y la legislación fueron el detonante para el despegue de la termosolar en España. Valeriano Ruiz, presidente de Protermosolar, dio las pinceladas básicas por la que se tenían que mover las ponencias. Desde que Frank Shuman instalase en Egipto los primeros colectores parabólicos para aplicarlos a una turbina de vapor, y generar electricidad para bombear agua, han pasado casi 100 años, y la tecnología que se aplica hoy en día no ha variado tanto. Lo que sí ha variado han sido los condicionantes económicos y de dependencia de los combustibles fósiles. El desarrollo de la termosolar conlleva 4 tipos de tecnología: Canales parabólicos, receptor central o torre, Fresnel y Stirling, las cuales se hibridan unas con otras para buscar las mejores alternativas para cada proyecto.
Según Valeriano Ruiz vamos hacia una mejora tecnológica y científica que produce como resultado mejoras económicas y ambientales. Estas mejoras técnicas deben tomar como punto de referencia las investigaciones pasadas, y partir del conocimiento del sol, los factores geométricos (factor coseno) y el desbordamiento. La investigación actual está basada en los ensayos del CTAER sobre heliostatos móviles por medio de raíles alrededor de una torre con un soporte móvil, y en la investigación de los efectos de inclinación y factor coseno, que pueden facilitar las instalaciones en pendiente o evitar costosos movimientos de tierra. En cuanto a la refrigeración de las plantas, si bien no es un problema en sí ya que no gasta más agua que otras plantas térmicas, se están buscando alternativas que giran en torno al enfriamiento del agua durante la noche.
En este sentido, Scott Frier, responsable de operaciones de Abengoa en USA, explicó que la planta que se está construyendo en California gasta tan sólo 1/8 parte de lo que gastaría una instalación agrícola en el mismo espacio de terreno. Scott Frier habló del almacenamiento como tema fundamental para la producción de energía durante las 24 horas del día. Sus dos tanques de sales fundidas conservan la temperatura durante 6 horas sin actividad solar y son capaces de alimentar la turbina durante todo el día. En este caso de la planta de California, Abengoa ha incorporado experimentaciones de la planta de Solucar como son los colectores.
En cuanto a las sales, hay que recordar que fue Sener, la primera empresa que conectó una planta con el sistema de almacenamiento por sales como es la planta de Gemasolar. El representante de Torresol Energía valoró como muy positivo la adecuación del trabajo de la turbina de vapor a las horas del día en que más alto es el precio de la electricidad.
Otras tecnologías como la generación directa de vapor, tuvieron también cabida en la jornada, Sergio Asenjo, de Novatec Solar, valoró el sistema lineal de Fresnel como una de las opciones más fáciles de escalar para reducir costes, aunque es difícil de controlar. Sus espejos casi planos tienen también una gran simplicidad de montaje con el consiguiente ahorro de costes. Otra ventaja añadida de este tipo de plantas es que el vapor residual puede ser utilizado para plantas de desalinización, district heating, etc… Por supuesto, la hibridación de las plantas tipo Fresnel con sales, es posible como lo demuestran plantas como las de Puerto Errado que nos ofrecen un 30% más de eficiencia, un 70% de ahorro en consumo, y un 50% de disminución en la pérdida de calor.
Y si de sales hablamos, existen estudios del CIEMAT en los que la utilización de sales inorgánicas, mezclado con diferentes tipos de envolventes(metálicos, de grafito o de carbono) están dando resultados de mayor conductividad térmica. La utilización de las sales frente a los aceites viene determinada por dos motivos principales, uno medioambiental y otro claramente de conductividad térmica, ya que mientras que el aceite puede darnos temperaturas de 386ºC, las sales pueden alcanzar hasta los 550ºC perfectamente.
Simulación
Si las investigaciones en cuanto a componentes y fluidos están convirtiéndose en el principal caballo de batalla para la optimización de las plantas termosolares, la simulación alcanza un grado máximo en la proyección de las plantas, ya que nos permite construir las plantas con un alto grado de eficiencia. Nos permitirá tomar decisiones en función del tipo de tecnología que queramos utilizar, si queremos almacenamiento o no, o de la reglamentación establecida en cada país. Esto nos permitirá analizar el coste de la energía y minimizar pérdidas térmicas y eléctricas, así como prever la potencia necesaria para producir la energía que necesitamos. La simulación nos permitirá incluso hacer una correcta planificación de operación y mantenimiento, con lo que llegaríamos a saber el coste total del cliclo de vida de la planta. Este tipo de programas se están implementando en CENER, (Simulcet y Dinacet).
Conclusiones
La optimización de las plantas termosolares viene determinada por la necesidad de reducción de costes de operación y la mejora de su rendimiento.
El I+D es la base fundamental para la optimización de las diferentes tecnologías: desde los componentes, la disposición de las plantas o la elección de la tecnología más adecuada.
La geometría tanto de los heliostatos como de su disposición en la planta, determina la perfección en su rendimiento.
Los componentes de fabricación, con nuevas aleaciones más ligeras, y la disminución de los tiempos de montaje y mejor logística de transporte es otro hecho de suma importancia.
La hibridación de las distintas tecnologías, buscando en cada caso el mejor rendimiento para el objetivo que nos hemos fijado previamente nos dará como resultado una planta casi perfecta.
Carlos Sánchez Criado
Publicista por la Universidad Complutense. Director comercial de publicaciones técnicas del sector de la energía durante doce años. Director de Energy News Events, S.L. desde 2012 difundiendo información en Energynews.es, movilidadelectrica.com e hidrogeno-verde.es. Y por supuesto, organizando eventos como VEM, la Feria del Vehículo Eléctrico de Madrid.
