Más inversión para avanzar en eficiencia y costes

Un sector tan reciente como el CSP, que comenzó a desarrollarse a mediados de 2006, todavía cuenta con retos importantes que le permitan maximizar la eficiencia en planta. En el contexto de plantas con reflectores cilindro-parabólicos, los objetivos de aumento de tamaño de proyecto y temperatura alcanzada, podrían suponer la clave para el aumento de la eficiencia y la redución de costes.
 

Aumentando de escala

 

Dentro del sector CSP los proyectos con reflectores cilindro-parabólicos han demostrado ser los más comerciales, representando alrededor de 600 MW en comparación con los 30 MW de proyectos de torre. Sin embargo, estos proyectos todavía no se benefician de las ventajas que traería la construcción a gran escala, como la mejora de la eficiencia en grandes proyectos y la reducción de costes asociada a la producción en masa de componentes. “Un incremento en la escala del proyecto de 50 MW a alrededor de 250 MW reduciría el coste por kilovatio de forma correspondiente”, como afirma Christoph Fark, director ejecutivo del fabricante de componentes Schott Solar CSP.

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Las plantas solares de torre, por otro lado, han conseguido rentabilidad en proyectos del orden de 46 MW, según el vicepresidente de eSolar, Rob Rogan. Mediante la estandarización de sus diseños, eSolar ha conseguido reducir costes y maximizar su productividad al recibir órdenes de pedido standarizadas de sus proveedores y proporcionar un mismo modelo de servicio a todos sus clientes.

 

La mejor forma de obtener rentabilidad es conseguir la mayor cantidad de proyectos posible, afirma Rogan, “manteniendo el proceso ágil, puedes instalar proyectos de forma fácil y rápida…puedes desarrollar muchos proyectos modulares pequeños y adquirir experiencia que puedes usar en el siguiente proyecto”.

 

Modificando componentes

 

Según Christoph Fark los componentes actuales para plantas con reflectores cilindro-parabólicos pueden ser mejorados mediante avances tecnológicos y la modificación de sus dimensiones. Una mejora en el material absorbedor del recibidor podría incrementar la eficiencia en un 2 ó 3%. El uso de un dispositivo focal más ancho (un recibidor con un diámetro mayor) podría reducir el tamaño del proyecto y por ende de los costes.

 

Schott Solar ha conseguido mejorar la eficiencia de sus recibidores apilando la capas glass-to-metal y fuelle (que permite compensar la expasión de materiales), unas encima de otras en lugar de alternadas en línea como es frecuente en los recibidores estándar. De esta forma y según la compañía, los recibidores Schott Solar alcanzan una efectividad un 2% superior a la de otros recibidores en el mercado.

 

Aumentando la temperatura

 

Trabajar a temperaturas más elevadas posibilitará alcanzar eficiencias más altas.“Si incrementas la eficiencia del campo solar [lo que permite alcanzar temperaturas más altas en la planta aumentas la eficiencia de la planta” según afirma Fernando Rueda, director de energía de la empresa de ingeniería Aries Power & Industrial.

 

Para alcanzar este objetivo existen varias áreas de interés, por ejemplo, los sistemas de control actuales que orientan los colectores hacia el sol podrían mejorarse. “Serían necesarios sistemas más efectivos si se quieren alcanzar temperaturas más altas” dice Rueda.

 

Rueda también añade que el coste de las turbinas se reducirá con el incremento de la temperatura. Las turbinas de vapor usadas en CSP están diseñadas para alcanzar los 550° C y sus correspondientes niveles de presión. “El coste de las turbinas usadas en sistemas con reflectores cilindro-parabólicos está inflado debido a la necesidad de ser modificadas para operar a temperaturas más bajas” dice Rueda.

 

Un nuevo enfoque

 

El uso de aceites orgánicos como fluidos de transferencia de calor (HTF) restringe las temperaturas del sistema a unos 380° C. Sin embargo, el uso de sales fundidas permite alcanzar temperaturas del orden de 550° C.

 

El problema de las sales fundidas es que presentan un punto de congelación mucho más alto (220° C) en comparación con el bajo punto de congelación de los aceites sintéticos (tan bajo como -60° C dependiendo del producto). “Una instalación solar puede llegar hasta las 200 hectáreas y cuenta con muchas tuberías, con lo que es muy difícil prevenir la congelación de las sales, mientras que con los aceites no tienes este tipo de problema” explica Rueda.

 

La generación directa de vapor elimina la necesidad de usar HTF e intercambiadores de calor. También require temperaturas por encima de la temperatura optima de 400° C y elevadas presiones. Lo mismo ocurre con los recibidores y la juntas esféricas que conectan los recibidores con los colectores rotatorios, que normalmente sólo aguantan temperaturas de 350-400° C.

 

“La generación directa de vapor requeriría recibidores capaces de soportar altas presiones (del orden de 120 bar) lo que implicaría un aumento en el grosor del tubo de acero del recibidor”. Esto implicaría el uso de componentes más pesados lo que conllevaría mayores costes de transporte y posibles problemas de seguridad ya que los trabajadores tendrían que manejar componentes más pesados” advierte Fark.

 

El precio de la energía solar está disminuyendo, con un coste de producción actual en torno a (US$) 15 céntimos por kilovatio y predicciones de caida hasta 8 céntimos por kilovatio en 2009 según SolarPaces. No obstante, una mayor inversion seguirá siendo necesaria para aumentar la eficiencia en el sector solar por reflectors cilindro-parabólicos.

 

Esto se debe a que el aumento de la eficiencia hasta alcanzar los 550° C requerirá la modificación de componentes actuales de las plantas.“No es complicado modificar esos componentes, el problema radica en que los sustitutos no están disponibles todavía” dice Rueda.

Fuente:

CSP Today

 

Autor:

 

Rikki Stancich

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