Central Termosolar Concentrada de Próxima Generación

Fuente:JASE-W Productos y Tecnologías Japonesas de Punta para el Ahorro Inteligente de Energía
http://www.jase-w.eccj.or.jp/technologies-s/index.html
E-02
Palabras clave
Y3
equipo o facilidad
Z4
electricidad
S5
Energía renovable
L
Technical Services
Chiyoda Corporation
Central Termosolar Concentrada de Próxima Generación
Característica
La generación mediante el sistema de energía de
concentración solar (CSP, por sus siglas en inglés) consiste
en generar la energía eléctrica utilizando la “radiación solar”
como fuente de energía renovable. Existen varios tipos según
el sistema de concentración solar: canal parabólico, fresnel,
torre o plato parabólico. De estos, el sistema más confiable
es el de canal parabólico por la madurez alcanzada en su
tecnología.
● Ventajas de sistema de generación con concentradores solares de canal parabólico (comparación con
otros sistemas de energía renovable)
- Más de dos décadas de historia como fuente de energía comercial.
- Capaz de continuar suministrando energía aún en mal tiempo o en las horas nocturnas controlando la
producción de energía mediante el almacenamiento térmico.
Ha nacido una tecnología de próxima generación “sistema de generación eléctrica fotovoltaica tipo
colectores cilindro-parabólicos con sales fundidas”, que consiste en utilizar sales fundidas cambiando el
aceite sintético utilizado como medio térmico en el sistema de generación eléctrica fotovoltaica tipo
colectores cilindro-parabólicos.
● Características del sistema de generación con concentradores solares de canal parabólico con sales fundidas
- Con el aumento de eficiencia en la generación eléctrica y la reducción de las dimensiones del sistema,
se puede esperar la reducción del costo de generación eléctrica en comparación con un sistema tipo
colector convencional.
- Aumenta la disponibilidad como fuente térmica por lograr una mayor temperatura.
Concepto Básico o Principio
El CSP consiste en concentrar la luz solar reflejada en los espejos y transformarla en la energía térmica
para evaporar el agua y girar las turbinas, para generar la energía eléctrica. El principio básico es el mismo
que una generación térmica convencional y la mayor ventaja desde el punto de vista de la protección
del medio ambiente global es el aprovechamiento de la energía solar en lugar de combustibles para
generación de calor.
Captación
Almacenaje
Generación eléctrica
Turbina de
vapor
Calentador
auxiliar
Almac.
energía
térmica
Generador
de vapor
Campo
solar
Condensador
El sistema de canal parabólico, que es uno de los sistemas más utilizados, utiliza el aceite sintético como medio
de calentamiento que circula por los colectores, y se calienta de 290ºC a 390ºC. Este medio de calentamiento
sirve para producir el vapor de aprox. 370ºC con el uso de generador de vapor para generar la energía eléctrica.
El sistema de canal parabólico con sales fundidas, es capaz de elevar la temperatura en los colectores
hasta 550ºC utilizando las sales fundidas como medio de calentamiento. (Véase la figura de arriba.)
El volumen de energía colectada no varía. Sin embargo, se espera reducir el costo de generación eléctrica
al conseguir elevar aproximadamente 2,5 veces la temperatura de operación, por las siguientes ventajas.
1) Alta eficiencia de generación eléctrica de las turbinas de vapor debido al incremento de la temperatura.
2) No necesita de intercambiado térmico aceite sintético – sales fundidas por el almacenamiento de calor.
3) La gran diferencia de la temperatura operacional permite reducir las dimensiones del tanque de
acumulación térmica y otros.
La eficiencia de transformación de energía térmica de la luz concentrada al vapor es muy alta, de aprox.
60%. Esta tecnología que ya presentaba una gran potencial como fuente de calor, extendió aún más su
horizonte de aplicación gracias al incremento de la temperatura.
Posible aplicación
- Central eléctrica tipo híbrido combinando con la generación térmica.
- Planta desaladora (potabilización del agua marina).
- Fuente de calor para otras plantas diversas.
Efectos del ahorro de energía y Notas especiales
Para poder utilizar el calor solar, es necesario satisfacer las siguientes condiciones, relacionadas con la
ubicación, dimensión sistema de apoyo, etc.
1. Preferiblemente una zona con fuerte radiación directa normal (RDN).
Es un sistema que se adapta mayormente en una zona de baja humedad, con posibilidad de absorber
constante energía solar a lo largo del año.
2. La central debe tener una capacidad de generación entre varias decenas a centenas de MW, para
conseguir una relación costo-eficiencia aceptable.
3. El costo de operación es casi el doble que una planta de generación térmica convencional debido
al alto costo de de inversión inicial, aunque el costo de operación es reducido. Por lo tanto, su
implementación plantea la necesidad de establecer apoyo, como por ejemplo, el sistema de la tarifa
regulada (feed-in tariff). Esto es un asunto común para todos los sistemas de uso de la energía natural.
Desarrollo de la tecnología de canal parabólico con sales fundidas
Las sales fundidas tienen un punto de solidificación más alto (238ºC) que el aceite sintético. Por lo tanto, para
hacer más viable el sistema de canal parabólico con sales fundidas, se hace necesario desarrollar y validar la
tecnología de solidifi cación y optimización de la operación, entre otros. A tal efecto, con la empresa Archimede
Solar Energy (ASE) (sede en Italia), fabricante de tubo colector térmico adaptable a 550 ºC, Chiyoda Corporation
acordó colaborar en el desarrollo de proyecto de generación eléctrica solar de próxima generación (generación
eléctrica fotovoltaica tipo colectores cilindro-parabólicos con sales fundidas) que aprovecha como medio térmico
sales fundidas a alta temperatura, y concertó un convenio de colaboración. Con el fin de avanzar en el desarrollo
de tecnología, incluida la verificación de medidas contra solidificación y métodos de operación, se ha construido
una planta de demostración en una fábrica de la empresa ASE. La operación de la planta fue validada completando exitosamente la recopilación de datos y las pruebas.
Antecedente y Programa de introducción
En el país
En el exterior Planta piloto
Completado en julio de 2013
Lugar:
Massa Martana, Italy
Dimensión: Colector solar:1 Loop-600m
Capacidad de almacenamiento térmico: 4,27MWh
Contacto:
Chiyoda Corporation
Sales Section 9, Business Development Unit 3
Minatomirai Grand Central Tower, 4-6-2 Minatomirai, Nishi-ku, Yokohama City, Kanagawa
Prefecture 220-8765, Japan
Tel: +81-45-225-7709 Fax: +81-45-225-7961
URL: http://www.chiyoda-corp.com/
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