Claves de la Energía Solar Termoeléctrica

(Concentrated Solar Power, CSP)

 

La energía termosolar presenta un gran potencial para contribuir a la necesaria transformación del sistema energético

Que…

  • Está sujeto a la volatilidad de precios de los combustibles fósiles.
  • Es una fuente importante de contaminación atmosférica.
  • Uno de los principales causantes del cambio climático.

 

Y precisa…

  • Reducir la dependencia de los combustibles fósiles.
  • Reforzar el compromiso social e institucional, para avanzar hacia energías renovables y más eficientes formas de utilizar la energía.
  • Diversificar fuentes de energía y aumentar la eficiencia para evitar emisiones de gases de efecto invernadero.

La energía termosolar es una alternativa clave para configurar un mix renovable, eficiente y bajo en emisiones de CO2.
Se estima que el LCOE (Levelized Cost of Electricity) en las plantas de CSP disminuirá a una tasa media anual de alrededor del 2,5% hasta 2050.


Evolución del LCOE en plantas de CSP a 2050

grafico evolucion LCOE mercado CSP

Evolución de la capacidad instalada de energía solar termoeléctrica (MW, 1984-2014)

grafico evolucion mercado CSP

El desarrollo se ha focalizado en España y Estados Unidos

 

A medio plazo se abren nuevos mercados con grandes perspectivas de crecimiento

Previsiones de capacidad instalada de CSP por zonas geográficas a 2030 (GW)


grafico prevision mercado CSP


  • Se estima que la capacidad mundial instalada en 2030 será de 260 GW con incrementos anuales de más de 15 GW y tasas de crecimiento medio anual del 28%.
  • Según las previsiones, Estados Unidos ocupará la primera posición, superando a la Unión Europea y, en particular a España, que no cuenta con grandes expectativas de desarrollo.
  • India, Chile y China se incorporarán con fuerza a la CSP y en Africa países como Marruecos y Sudáfrica cuentan ya con ambiciosos planes de desarrollo.
  • Se prevén importantes desarrollos en Oriente Medio (Arabia Saudí, Kuwait, Israel, Jordania, Australia y otros.)


Previsiones de capacidad instalada de CSP por zonas geográficas a 2050 (GW)

grafico prevision por zonas mercado CSP

En 2050 se estima una capacidad instalada de 983 GW de CSP en el mundo. Casi 27 GW anuales instalados en el conjunto del período 2013-2050 con tasas anuales medias de crecimiento del 9,7%.


Dos tecnologías comercialmente probadas

 


Plantas de captadores cilíndrico parabólicos (parabolic trough plants), CCP

plantas cilindro CSP

  • Utiliza espejos parabólicos para concentrar la radiación solar en un tubo lineal.
  • Cuenta con almacenamiento de energía térmica.
  • Elevado nivel de madurez, experiencia operativa, modularidad y gran número de proveedores. El 90% de la capacidad instalada de CSP corresponde a esta tecnología.
  • La mayoría de las plantas en operación tienen una capacidad instalada de entre 14-200 MW y un grado de eficiencia del 14-16%.

Plantas de torre central (solar tower plants)

plantas torre central CSP

  • Concentra la radiación solar en un punto receptor situado en la parte más alta de una torre.
  • Permite la operación a temperaturas más elevadas y por consiguiente un mayor rendimiento y almacenamiento más económico.
  • Dispone de un elevado ratio neto de conversión de energía solar en energía eléctrica.


Elementos fundamentales de la tecnología CCP

  • Tubo receptor/Receiver Pipe. Por su interior circula un fluido (aceite sintético, sal fundida) que es calentado por la radiación solar concentrada.
  • Espejos parabólicos/Parabolic mirrors. Espejos de forma parabólica que concentran la radiación solar en el tubo receptor.
  • Estructuras soporte/Support Structures. Estructuras metálicas que soportan los espejos y tubos receptores.
  • Accionamientos hidráulicos/Hydraulic Drive. Mecanismos hidráulicos para que los espejos realicen el seguimiento del sol.
  • Bloque de potencia/Power Block. Donde se transforma la energía solar captada en electricidad.

elementos tecn CCP


 

Elementos fundamentales de la tecnología de torre

  • Heliostatos/heliostats. Superficies de espejos soportados sobre una estructura, que reflejan la radiación del sol hacia el receptor.
  • Torre/Tower. Estructura de hormigón o acero de gran altura, en su parta más elevada se instala el receptor de la radiación solar reflejada por los heliostatos.
  • Receptor/Receiver. Receptor de la radiación solar, por su interior circula un fluido (sales fundidas, agua/vapor) que es calentado con la radiación solar concentrada.
  • Bloque de potencia/Power Block. Donde se transforma la energía solar captada en electricidad.

 

elementos tecn torre


Almacenamiento térmico

Un factor clave de la energía termosolar

 


  • El almacenamiento de la energía térmica, captada durante el día mediante sistemas de sales fundidas para su posterior utilización, permite adaptar la producción eléctrica a las necesidades de la demanda y facilita la implantación de la energía solar.


int almacenamiento termico

Bloque de potencia plantas de torre con almacenamiento de sales fundidas.

 

int almacenamiento termico2

int almacenamiento termico3


  • Permite superar el 40% en el grado de utilización en las plantas de CCP.
  • Mejora la eficiencia energética en su conjunto.
  • Reduce el coste relativo por unidad de energía producida.
  • Mejora las condiciones de operación de la planta; menos ciclos de parada y arranque y más horas de operación.
  • Permite electricidad despachable de forma segura, predecible y programable.
  • Ofrece robustez al conjunto de la red, clave a medida que incrementa el peso de las renovables en el conjunto de la red.


 
 
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