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.
