 Artículo Optimización
de plantas termosolares, por
Renovetec Ingeniería.
Quien
pensó que las centrales termosolares son
sencillas, con una tecnología probada y muy conocida, se equivocó.
Aunque no
hay nada novedoso en estas plantas (a excepción quizás del tubo
absorbedor que
transforma la radiación en energía térmica), y todos los equipos
son
usados para otras aplicaciones, no se trata de una tecnología madura
exenta de
problemas. La segunda generación de plantas CCP que se van a empezar a
construir debe aprender de las experiencias negativas de las primeras
plantas.
Departamento Técnico RENOVETEC INGENIERÍA
La
carrera por construir plantas en tiempos muy cortos ha causado que
determinados equipos se hayan seleccionado por criterios de plazo de
entrega, coste y aceptación de garantías de funcionamiento. Así, la
mayor parte de los equipos que han formado parte de las primeras
centrales termosolares que se han puesto en marcha en los últimos meses
no han sido seleccionados por su robustez o por su perfecta adaptación
a las duras condiciones de trabajo. Hay que recordar que se trata de
plantas que arrancan y paran todos los días, y eso provoca unos esfuerzos
térmicos adicionales que hay que tener en cuenta en el diseño de una
planta. Las primeras plantas han contado con el impulso y la loable
iniciativa de empresas como ACS, Acciona o Iberdrola, aunque la
experiencia ha demostrado que determinadas soluciones técnicas
adoptadas no eran las óptimas. Es fácil hablar ahora de errores, pero no
debió ser fácil para los responsables técnicos tomar algunas
decisiones, sin poder basarse en un resultado real contrastado. Si a
eso se le une la escasez de suministradores, el problema de los plazos
de finalización para asegurar una prima que garantizara la rentabilidad
y la necesidad de ahorro en los equipos para conseguir que los planes
financieros fueran viables, se entiende perfectamente que algunos
puntos de las actuales plantas sean mejorables.Pero hoy ya podemos
basarnos en las primeras experiencias reales, tangibles, cercanas y
veraces sobre la tecnología de concentrador cilindroparabólico.
Y lo que no resulta tan admisible es no trasladar esas experiencias a
los diseños de las plantas que van a empezar a construirse ahora. Por
ello, demos un vistazo rápido a algunos de los puntos que pueden ser
optimizados en una planta termosolar de acuerdo con la experiencia de
la que hoy disponemos.
El campo solar
El módulo captador del tipo ‘torque tube’,
con un tubo central que soporta los esfuerzos a tracción y a flexión, a
desplazado completamente a los módulos basados en la estructura trasera
cuadrada de los modelos ‘torque box’. Su
menor peso, la facilidad de construcción, la velocidad de construcción
y la facilidad para realizar los ajustes de nivelación y alineación han
resultado determinantes para que hoy en día nadie se plantee construir
plantas termosolares con el modelo torque box.
Figura 1: Modulo torque box frente a un módulo torque tube
Respecto
al tubo absorbedor, un mejor conocimiento de las tensiones térmicas que
sufre el tubo hace que los dos principales fabricantes hayan
desarrollado nuevos modelos de tubo que garantizan la ausencia de
fallos en la soldadura vidrio metal y la ausencia de fisuras en
soldaduras metal-metal que unen los tubos entre sí. Es necesario
comprobar que los tubos suministrados para una nueva planta se
corresponden con los nuevos modelos, y no con aquellos que han causado
problemas en otras plantas.
Hoy
por hoy el principal problema de las centrales termosolares Es el
equipo sometido a los mayores esfuerzos térmicos, con diferencias de
tempetura entre el lado de entrada y el de salida superiores a 150 ºC.
El recalentador falla por su punto más débil: la soldadura entre la placa tubular y cada uno de sus tubos. Todas las plantas sufren este problema en mayor o menor medida.
Diseño del tren de generación de vapor basado en el concepto de caldera de recuperación. Cortesía de Balke Dür
En
opinión de RENOVETEC INGENIERÍA, se trata de un problema de concepto:
el recalentador, y en general todo el tren de intercambio, deberían
estar concebidos como una caldera de recuperación, en vez de cómo un
intercambiador carcasa tubo. El tipo de soldadura y la dirección de los
esfuerzos que la dilatación de los tubos provoca deben ser
especialmente considerados. Ya hay fabricantes que han desarrollado el
concepto que RENOVETEC defiende como único válido, y sólo la
implementación de esta solución evitará que las nuevas plantas se
encuentren sometidas a las altas indisponibilidades que povocan los continuos ‘pinchazos’ (comunicación del circuito de HTF y agua).
El layout de la planta
La
disposición de los equipos en la isla de potencia es otro de los puntos
optimizables para las nuevas plantas. Así, la correcta colocación de la
torre de refrigeración hace la corrosión que suele aparecer en las
cercanías de la torre se vea notablemente disminuida, y que la tubería
que une torre y condensador tenga pocas interferencias de paso; o que
el recorrido de tuberías sea lo menor posible; o que el taller de mantenimiento se coloque en el sitio óptimo.
Otros puntos de optimización
RENOVETEC INGENIERÍA ha
identificado más de 100 puntos en los que de las diferentes soluciones
posibles una de ellas presenta ventajas que superan a los
inconvenientes: el control del campo solar,
las soluciones para evitar los problemas con el viento, el control de
sistema HTF, las extracciones de la turbina, la colocación de
separadores de humedad, el tipo de tratamiento químico del ciclo
agua-vapor, el diseño de los piperacks, el edificio eléctrico, la
necesidad de
válvulas
de control a la entrada de los lazos y hasta la forma de la sala de
control deben estudiarse con el detalle y cuidado debido no debiendo
descartar las mejores soluciones simplemente porque no sean las más
baratas.
Habrá
que tener en cuenta el impacto en la disponibilidad y en la cuenta de
resultados a medio y largo plazo de la explotación antes de adoptar
decisión.
En
nuestra opinión, cualquier ingeniería responsable del diseño de una
planta termosolar debe tener un conocimiento lo más alto posible de
todos los proyectos que se han realizado hasta ahora para estar seguro
de que efectivamente se ha adoptado las mejores decisiones posibles en
cada uno de los puntos optimizables.
|
