ÍNDICE:
- ISCC (Integración Solar en Ciclos
Combinados).
- PLANTA HIBRIDA FRESNEL-BIOMASA.
- PLANTA HIBRIDA TORRE-CICLO
COMBINADO.
- COSTES.
INTRODUCCIÓN.
Las plantas hibridas consisten en
centrales térmicas normales como pueden ser de carbón, gas, fuel,
biomasa y ciclos combinados, pero lo que se consigue al hibridarlas es
que parte de la energía necesaria para calentar el vapor proceda del
Sol, con el consiguiente ahorro de combustible y de emisiones, gracias
a esta combinación se aúnan las ventajas de las térmicas de
combustibles de poder producir energía de forma constante y de las
térmicas solares, coste del combustible cero.
1. ISCC (Integracion Solar en
Ciclos Combinados).
La tecnología ISCC combina todos
los beneficios de la energía solar con los beneficios de un ciclo
combinado. El recurso solar sustituye parcialmente el uso del
combustible fósil con el ahorro de emisiones que ello supone. El campo
solar se construye a partir de tecnología cilindro-parabólica.
1.1 El ciclo combinado convencional.
Una planta convencional de ciclo
combinado, está formada por una turbina de gas, un recuperador de calor
y una turbina de vapor. En el caso de una planta híbrida solar ISCC, se
utiliza la energía solar como energía auxiliar que permitirá
incrementar el rendimiento del ciclo, y disminuir las emisiones.
1.2 El ciclo combinado-solar
El funcionamiento de una planta
híbrida de ciclo combinado-solar, es semejante al de una planta de
ciclo combinado convencional. El combustible se
quema normalmente en la cámara de combustión de la turbina de gas. A
los gases de escape que se dirigen al recuperador de calor, se les
añade el calor proveniente del campo solar, resultando en un aumento en
la capacidad de generación
de vapor y consecuentemente un incremento
de producción de electricidad en la turbina de vapor.
Figura 1. Esquema de funcionamiento planta
ISCC.
1.3 Requisitos básicos para la
instalación de una ISCC.
A la hora de instalar plantas
solares híbridas de ciclo combinado, se deben cumplir los siguientes
requisitos:
1) Topografía: la zona debe ser
llana, preferiblemente con una pendiente inferior al 1%
2) Irradiación: el aislamiento
directo normal (DNI) debe ser tan alto como sea posible
3) Disponibilidad de agua: se
necesita agua para refrigerar el bloque energético
4) Transmisión eléctrica: se
requieren líneas eléctricas y capacidad de transmisión para que la
energía solar pase de la planta al consumidor.
Figura 2. Tabla de superficie ocupada por
una ISCC.
2. PLANTA HIBRIDA FRESNEL-BIOMASA.
Figura 3. Planta Fresnel.
Actualmente uno de los sistemas de
hibridación que más se están desarrollando es el sistema de colectores
Fresnel junto con calderas de biomasa.
El sistema se basa igual que en el
anterior caso, el calor obtenido por medio de la termosolar sirve para
aumentar la temperatura del vapor y así ahorrar en combustible, en este
caso el combustible sería biomasa, consiguiendo con ello también un
ahorra de emisiones de CO2.
Principales ventajas de las termo
solares Fresnel:
1) Robustez, a la vez que la
construcción es de bajo coste.
2) Sus principales componentes son acero, vidrio y agua.
3) Uso eficiente de la tierra, requiere menos extensión.
4) Refrigerado por aire, mínimo de uso del agua.
5) No hay materiales tóxicos.
6) Fácil protección del granizo, polvo y tormentas.
3. PLANTA HIBRIDA TORRE-CICLO
COMBINADO.
Este sistema lo que se utiliza son
torres de alta temperatura en las que se consigue calentar el fluido a
altas temperaturas a través de una especie de horno solar. Los
siguientes pasos ya son comunes a cualquier térmica convencional,
usándose el calor obtenido de la energía solar en calentar el vapor de
agua.
Figura 4. Horno solar.
4. COSTES.
Por las estimaciones de SunsLab,
formado tras la combinación de los departamentos CSP de dos
laboratorios nacionales: Sandia National
Laboratories en Albuquerque, Nuevo México, y el National
Renewable Energy Laboratory en Golden (Colorado), las tecnologías termo
solares ofrecen actualmente la electricidad solar al coste más bajo en
la generación a gran escala (10 MW y más). Las tecnologías actuales
alcanzan costes de entre 2 y 3 dólares por vatio. Esto significa de 9 a
12 centavos de dólar por kilovatio hora de energía solar.
Los nuevos sistemas híbridos, que
combinan grandes plantas de concentración solar con plantas
convencionales de gas natural de ciclo combinado o de carbón, pueden
reducir los costes a 1,5 dólares por vatio y llevar el coste de la
energía solar por debajo de los 8 centavos de dólar por kilovatio
hora.
Sin embargo, hay varios factores a
tener en consideración. Por ejemplo, en zonas donde el viento suele
alcanzar su máximo rendimiento durante la noche, lo cual lo convierte
en un buen complemento para las horas puntas solares. El reto consiste
en integrar las dos mediante la búsqueda de áreas con
buenos recursos eólicos y solares sin someter al equipamiento solar
(especialmente los espejos) a excesivas cargas de viento.
El otro asunto es idear un protocolo de acortamiento para los momentos
en los que se produce sol y viento al mismo tiempo.
Además el campo solar no debería
estar distante. En caso contrario, la transferencia de calor a larga
distancia sería costosa. El apoyo de las instituciones reguladoras es
vital. Incluso las plantas con el sol y el espacio adecuados no podrán
salir adelante hasta que los gobiernos pongan un precio en firme sobre
las emisiones de carbón.
