Acero en tecnología termosolar: Corrosión en sales fundidas

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María Mora Toledo
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1 Innovative technology solutions for sustainability Acero en tecnología termosolar: Corrosión en sales fundidas Plataforma tecnológica española del acero (PLATEA) Innovación en acero para requerimientos del sector energético

fundidas Plataforma tecnológica española del acero

2 Tecnología termosolar, gestionabilidad y almacenamiento térmico Caso práctico: Corrosión en sales fundidas Desarrollos futuros y posibilidades de financiación Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 2

sales fundidas Desarrollos futuros y posibilidades de

3 Tecnología termosolar, gestionabilidad y almacenamiento térmico Caso práctico: Corrosión en sales fundidas Desarrollos futuros y posibilidades de financiación Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 3

concentración: Radiación solar Energía térmica Energía eléctrica [1] [2] [3] [1] http://geomodelsolar.

4 Tecnología termosolar Presencia actual y perspectiva a futuro Tecnología que hace uso de la radiación solar directa concentrada para la producción final de electricidad Centrales solares termoeléctricas de concentración: Radiación solar Energía térmica Energía eléctrica [1] [2] [3] [1] [2] Análisis interno Abegoa Solar [3] International Energy Agency Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 4

6 Tecnología termosolar Almacenamiento térmico y gestionabilidad Producción Demanda verano La producción eléctrica de una central solar termoeléctrica de concentración debe satisfacer los períodos de demanda La energía termosolar tiene la ventaja competitiva de poder almacenar parte de la energía captada Producción Demanda nnvierno Los sistemas de almacenamiento aportan a las centrales termosolares el carácter de gestionables El almacenamiento permite a estas centrales cubrir los picos de demanda en las distintas épocas del año Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 6

de la energía captada Producción Demanda nnvierno Los sistemas de almacenamiento aportan a las centrales termosolares el carácter de gestionables

7 Tecnología termosolar Almacenamiento térmico y gestionabilidad Tipos almacenamiento energía térmica: Sensible, latente y mediante reacciones químicas Tipos de almacenamiento atendiendo al concepto de almacenamiento: Directos e indirectos Almacenamiento directo Almacenamiento indirecto [5] [6] [6] [5] [5] [6] State of the art on high temperature thermal energy storage for power generation. Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 7 [5]

Almacenamiento directo Almacenamiento indirecto [5] [6] [6] [5] [5] www.abengoasolar.

8 Tecnología termosolar, gestionabilidad y almacenamiento térmico Caso práctico: Corrosión en sales fundidas Desarrollos futuros y posibilidades de financiación Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 8

9 Corrosión en sales fundidas Costes asociados a la corrosión Pérdidas económicas por corrosión 4 % del PIB en países industrializados 10 % de la producción mundial para el reemplazo de material corroído 1 Tonelada equivale al abastecimiento energético de un hogar medio durante tres meses 25% reducción de costes aplicando métodos de control de corrosión Directas Indirectas Clasificación pérdidas por corrosión Diseño, fabricación y construcción Gestión de los fenómenos de corrosión Paradas de planta Contaminación Pérdidas de producto Pérdidas de eficiencia de equipos Daños medioambientales Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 9

métodos de control de corrosión Directas Indirectas Clasificación pérdidas por corrosión Diseño, fabricación y construcción Gestión de los fenómenos de corrosión

10 Corrosión en sales fundidas Mecanismos de corrosión en sales fundidas Mecanismos de corrosión en sales fundidas [7] 1. Fenómeno de oxidación de la aleación 2. Acción fundente sobre el óxido y deterioro por oxidación Mecanismo particular en sales de nitrato Efecto corrosivo asociado al equilibrio nitrato-nitrito que se produce a la temperatura dad T: NO e - NO 2- + O 2 - A partir de la reacción anterior se produce la oxidación aniónica de la aleación: Fe + O 2- FeO + 2e - 3FeO + O 2- Fe 3 O 4 + 2e - [7] Medida de la basicidad y potencial de oxígeno del sistema acero 1020 sal 80%V2O5-20%Na2SO4- gas 1%SO2-99%O2 a 700ºC. Vázquez et al Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 10

temperatura dad T: NO 3- + 2e - NO 2- + O 2 - A partir de la reacción anterior se produce la oxidación aniónica de la aleación: Fe + O 2- FeO + 2e - 3FeO + O 2- Fe 3 O 4 + 2e

11 Corrosión en sales fundidas Instalación TES-PS10 [5] [5] Planta piloto de almacenamiento térmico mediante acumulación de calor sensible con configuración indirecta de doble tanque con sales fundidas como fluido de almacenamiento TES-PS10 está conectada a una planta piloto Repow PS10, constituida por un lazo de CCP que usa aceite térmico como fluido caloportador y cuya potencia térmica es de 2,025 MWt La capacidad de almacenamiento de la instalación es de 8,1 MWht [5] Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 11

Repow PS10, constituida por un lazo de CCP que usa aceite térmico como fluido caloportador y cuya potencia térmica es de 2,025 MWt La

12 Corrosión en sales fundidas Condiciones de ensayo y materiales Condiciones de ensayo Exposición a sales de nitrato: 60% NaNO3-40%KNO3 Exposición continua a sales de nitrato Temperatura Tanque Cliente: 390 ºC Temperatura tanque Frío: 290 ºC Varios tiempos de ensayo Familias de materiales evaluadas: 1. Acero al carbono 2. Aceros ferríticos 3. Aceros inoxidables Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 12

Temperatura tanque Frío: 290 ºC Varios tiempos de ensayo Familias de materiales evaluadas: 1.

13 Corrosión en sales fundidas Ataques por corrosión evaluados Tipología de probetas evaluadas: Probetas rectangulares material base Probetas rectangulares soldadas Evaluación del comportamiento a corrosión de uniones soldadas Material de aporte igual que material base Probetas U-Bend soldadas Probetas fabricadas a partir de chapas soldadas. Doblado a posteriori con soldadura en el eje de doblado Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 13

soldadas Material de aporte igual que material base Probetas U-Bend soldadas Probetas fabricadas a partir de

14 Corrosión en sales fundidas Caracterización micro y macroscópica Magnetite Ref: A516Gr70-TCC a.u. Na, Ca, hydrated carbonate (Salt) Raman Shift (cm-1) Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 14

Na, Ca, hydrated carbonate (Salt) 100 300 500 700 900 1100 1300

16 Tecnología termosolar, gestionabilidad y almacenamiento térmico Caso práctico: Corrosión en sales fundidas Desarrollos futuros y posibilidades de financiación Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 16

17 Desarrollos futuros Nuevos retos en CSP [8] [8] Review of high-temperature central receiver designs for concentrating solar power. Clifford et al. Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 17

for concentrating solar power. Clifford et al.

18 Desarrollos futuros Financiación Posibles vías de financiación Financiación Nacional: Retos colaboración Energía, segura, eficiente y limpia [9] Financiación Internacional: H2020 NMP Call for nanotechnologies, advanced materials and production [10] [9] [10] Copyright Abengoa Solar, S.A All rights reserved 18

advanced materials and production [10] [9] http://www.mineco.gob.es [10] http://ec.europa.

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