CAPÍTULO 5 CONCLUSIONES

Transcripción

1 CAPÍTULO 5 CONCLUSIONES

2 TABLA DE CONTENIDOS 1. CONCLUSIONES

3 1. CONCLUSIONES En este último capítulo se realiza una revisión crítica de los resultados de producción obtenidos, así como de los elementos más significativos que componen la central. A continuación se resumen los principales resultados, ventajas y desventajas de los componentes de la instalación híbrida de receptor central: Campo solar. El campo solar, diseñado para el 21 de junio al mediodía solar con un múltiplo solar de 1.1, poseerá un total de 661 helióstatos lo que supone una superficie de captación de m 2 con un factor de ocupación del 17.76%. Para este campo solar el rendimiento óptico medio anual obtenido es del 64%. Este parámetro varía principalmente según la distribución de heliostatos sobre el terreno. Existen diversos algoritmos para la selección de la posición de cada uno de ellos, en este trabajo se ha considerado la optimización de la eficiencia frente al coste de colocar 1 m 2 de heliostato en las diferentes zonas del campo, el denominado performance/cost ratio. En cuanto al múltiplo solar se puede afirmar que el óptimo, en términos del coste normalizado de la energía, para un sistema de receptor central con almacenamiento en vapor saturado se encuentra en el 1.1. Receptor de tubos. En condiciones nominales, a través del receptor circulará un caudal de kg/s del que se obtendrán kg/s de vapor saturado. Para el 25% de carga del receptor la producción de vapor se reducirá a 6 kg/s para lo cual será necesario un caudal de entrada en el receptor de 60 kg/s. Sobrecalentador. La principal ventaja de este elemento reside en la flexibilidad de operación ofrecida al emplear una de calderas de fuelgas para realizar el sobrecalentamiento. Estos equipos poseen baja inercia térmica frente a cambios de carga lo que los hace especialmente indicados para la presente configuración. En cambio, el uso de 3

4 fuelgas permite un cierto margen de hibridación que estará limitado principalmente por la disponibilidad y calidad de la biomasa para gasificación. Por este motivo, para estudiar la viabilidad del proyecto será necesario acompañar el análisis de producción con el correspondiente estudio de disponibilidad de biomasa. Almacenamiento en vapor. Si bien es cierto que permite el aprovechamiento del excedente de energía solar, la eficiencia de este sistema a elevadas presiones de operación se reduce notablemente. Este hecho se debe al aumento de la entalpía de vaporización necesaria según aumenta la presión de descarga. Muchos esfuerzos se centran hoy en día en la búsqueda de soluciones a la cuestión del almacenamiento en sistemas de receptor central con el objetivo de ofrecer nuevas alternativas a los acumuladores de vapor. Ciclo de potencia. El ciclo diseñado en concreto para esta aplicación posee un rendimiento bruto en condiciones nominales del 37.83%. Al reducir la carga este parámetro también disminuirá, tomando un valor de 34.28% para el 25% de carga. En la actualidad, las centrales en operación que emplean el mismo fluido de trabajo (agua-vapor) no realizan sobrecalentamiento del vapor, utilizando vapor saturado como vapor vivo. Por este motivo los rendimientos obtenidos en el ciclo de potencia diferirán en varios puntos porcentuales respecto al caso de emplear vapor sobrecalentado como vapor vivo. Aunque no sea comparable en términos de potencia, sirva de ejemplo el rendimiento nominal del ciclo de potencia en PS10: 30.7%, siete puntos porcentuales por debajo del rendimiento nominal del ciclo de potencia aquí obtenido para vapor sobrecalentado. Por último la energía bruta anual generada por la central alcanzará el valor de 55 GWh, con unos autoconsumos de 1.01 GWh, obteniendo por tanto GWh de energía neta anual. A día de hoy no se dispone de datos de producción de una central con la que sea comparable la generación de energía eléctrica obtenida para este diseño. El concepto que se analiza en este trabajo pretende dar un paso más en el camino de la optimización de las plantas solares termoeléctricas, en concreto para los sistemas de receptor central. En este campo, el abanico de posibilidades de mejora 4

5 es bastante amplio, encontrándose aún en fase de investigación y desarrollo. Así, las posibilidades abarcan desde el aumento de la eficiencia global de la planta, en cuanto a componentes o condiciones de operación (como por ejemplo ofrece el uso de vapor sobrecalentado en lugar de vapor saturado) hasta la reducción de autoconsumos, o la reducción de la necesidad de agua de la instalación. En el caso concreto que nos ocupa, es posible comprobar que existen proyectos que apuestan por la hibridación con biomasa de centrales solares termoeléctricas, como muestra la construcción de una planta híbrida solar-biomasa de Captadores Cilindro Parabólico en Lérida o los proyectos de las centrales San Joaquín 1 y 2 también de CCP en California. 5