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5 Conclusiones
En este apartado se va a intentar comparar las dos tecnologías, interpretando los
resultados que se han obtenido mediante el análisis realizado.
Es evidente que, en el caso de la GDV, hay una reducción de equipos respecto a la
opción de empleo de aceite. La eliminación del generador de vapor (intercambiador
aceite-agua) no sólo supone una disminución de los costes de inversión y los de
operación y mantenimiento, sino que elimina un elemento de pérdida de rendimiento
global. Además, se elimina el depósito de expansión, así como todos los sistemas
auxiliares relativos al sistema de aceite (antiincendios fundamentalmente,
inertización del circuito de aceite y sistema de purgas de incondensables del aceite),
con lo que se reducen tanto el coste de inversión como el de O&M, frente al caso de
aceite.
En cuanto a la superficie total del campo solar, hemos visto que con la GDV la
longtitud de los lazos es mayor que en el caso de utilizar aceite. Sin embargo, en el
caso de la GDV, el número de los lazos requeridos es mucho menor, con lo que el
superficie total de colectores resulta menor (117622 m2) en comparación con el caso
de aceite (131604 m2). Eso supone una reducción del coste de inversión del campo
solar de la planta. Además, al ser menos los lazos, la configuración del campo solar
se hace más compacta, y por consiguiente, la longtitud total de las tuberías
colectoras necesarias disminuye. Como consecuencia, se reducen tanto los costes
de inversión como las pérdidas de calor en las tuberías colectoras (aceite frente a
agua-vapor, 260,5 kWth y 117,9 kWth respectivamente).
Como se ha visto la planta de GDV presenta un rendimiento neto mayor que el de la
planta con Therminol VP-1. Un parámetro que influye en la diferencia del
rendimiento global, entre las dos tecnologías, es la pérdida de calor a lo largo de los
canales parabólicos. Como se ha visto dichas pérdidas totales son menores para el
caso de la GDV (28,9 MWth) que para el caso de utilizar aceite (32,6 MWth). Por
otro lado, el rendimiento del ciclo de potencia, en el caso de la GDV, se ha
incrementado, al elevar la temperatura media del ciclo, favoreciendo la eficiencia
global de la planta termosolar.
Otro parámetro que afecta tanto el rendimiento neto como los costes de O&M
consiste en los consumos eléctricos de bombeo. Como se ha visto, en el caso de
emplear agua como fluido de trabajo, la potencia de las bombas de entrada al
campo solar resulta mucho menor que en el caso de aceite (31,27 kWe frente a 477
kWe). Sin embargo, la GDV trae consigo unos consumos en las bombas de
recirculación, los cuales no existen en el campo solar con aceite. No obstante, el
consumo total por bombeo de fluido por el campo solar resulta apreciablemente
menor en el caso de utilizar agua como fluido en el campo solar. La consideración
de los consumos por bombeo en la parte del ciclo de potencia compensa aún más el
uso de vapor.
A nivel de lazo de colectores, se ha visto que, en el caso de producir vapor
directamente en los tubos absorbedores de los CCP, al trabajar los colectores a una
temperatura media más alta, se incrementa su rendimiento exergético con respecto
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a los colectores que emplean aceite. Eso significa que la energía transferida al fluido
que circula por el interior de los tubos, posee un mayor potencial de transformarse
en trabajo, en el caso de la GDV, aunque el rendimiento energético del lazo es igual
para las dos tecnologías.
Con respecto a la controlabilidad del campo solar, no es fácil dar una clara
explicación. Por una parte, el hecho de que el campo solar es más compacto en el
caso de la GDV, da lugar a menores tiempos de respuesta, con lo que la
controlabilidad del campo se hace más rápida. Por otra, debido al flujo bifásico y las
diferentes propiedades termodinámicas del agua líquida y del vapor, el sistema de
control necesario debe ser más complicado y costoso. Además, como se ha
explicado anteriormente, las diferencias de irradiancia solar sobre filas paralelas de
colectores (sombreado parcial) son mucho menos importantes cuando se usa aceite
como fluido de trabajo. Al no existir cambio de fase en el aceite, las diferencias de
densidad, y por consiguiente, de caída de presión entre una y otra fila son mucho
menores. Por eso, los desequilibrios provocados en el caudal de aceite que circula
por cada una de ellas son casi despreciables. Lo mismo ocurre con las temperaturas
a las salidas de las filas que se mantienen muy similares.
Otro aspecto a comparar es el coste de la reposición de aceite, que puede llegar al
4% de los costes de operación y mantenimiento anuales, el cual se elimina
completamente al utilizar agua como fluido de trabajo en el campo solar. Además,
debido a que el punto de congelación de agua es más bajo que el de Therminol VP1, y a que la masa total de agua-vapor que se contiene en el campo solar es mucho
menor que la masa correspondiente de aceite (24,75 kg/s frente a 281,08 kg/s), con
la GDV se requiere menos consumo eléctrico, o en su caso gas natural, para evitar
la congelación del fluido de trabajo. Eso conduce a costes de O&M menores.
En cuanto al coste unitario de la electricidad producida, sería necesario un análisis
anual. Sin embargo, de forma cualitativa se puede deducir que la GDV es más
rentable frente a la opción de utilizar aceite. Eso se debe a que la GDV implica
menores costes de inversión para el campo solar, elimina el coste del generador de
vapor, siendo iguales los costes de inversión para el bloque de potencia, requiere
menores costes de O&M y presenta mayor rendimiento neto.
Por último, otra ventaja de la GDV, que tiene que ver con la seguridad, consiste en la
eliminación de los riesgos de fugas contaminantes así como los de incendio debido
al aceite térmico.
Hay que señalar que los resultados, de acuerdo con los que se ha realizado la
comparación de la dos tecnologías, se han obtenido bajo el hipótesis de que la
planta termosolar no tiene almacenamiento térmico, mientras que el análisis ha sido
instantáneo. Además, hay aspectos de ingeniería que no se pueden evaluar solo
mediante balances de energía o exergía y que pueden condicionar el hecho de que
una tecnología sea viable y otra no. Tales aspectos, son, entre otros la facilidad de
disponer de un almacenamiento térmico, el control del campo solar y el
comportamiento de los materiales de los elementos de unión rotativos en contacto
con fluidos calientes.
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