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Pruebas de Prestaciones
en Centrales Termosolares
Finalizada
la fase de commissioning o puesta en marcha de una central termosolar,
comienzan las pruebas de prestaciones, que tienen como objetivo
determinar si la planta cumple todos sus requisitos. Es necesario
comprobar los parámetros globales de la planta como conjunto, pero
también es necesario comprobar las prestaciones de cada uno de los
sistemas que la componen por separado. El no cumplimiento de
alguno de los valores garantizados supone para el constructor una
fuerte penalización.
PARAMETROS GARANTIZADOS
El
principal parámetro garantizado en una central termosolar es la energía
generada en un periodo anual completo que incluya las cuatro
estaciones. Como referencia, una central termosolar de concentrador
cilindroparabólico con sistema de almacenamiento térmico debe generar
en un año meteorológico tipo (un año con la radiación media) unos
180.000 MWh brutos medidos en bornas de generador, o lo que es lo
mismo, debe exportar a la red unos 155.000 MWh (los autoconsumos
suponen aproximadamente unos 25.000 MWh). La generación de energía
depende lógicamente de la radiación que se reciba en un año concreto, y
por tanto, variará de un año a otro. También dependerá del diseño,
calidad de construcción y de la operación y mantenimiento, por lo que
las pruebas deben contemplar las causas por las que la generación se
aleja del valor garantizado ya que:
- Si se debe a una deficiente operación o
mantenimiento de la planta no son responsabilidad del
constructor. Las penalizaciones deberá sufrirlas la empresa de
Operación y Mantenimiento (O&M), en el caso de que este servicio
esté contratado con una empresa externa, o debe asumirlas el promotor,
si el O&M se realiza con su personal.
- Si la baja producción es debida a un diseño
inadecuado o a una construcción deficiente deberá ser el constructor el
que deba asumir una fuerte penalización, que el caso de un contrato de
construcción del tipo EPC (Engineering, Procurement and Construction, o
contrato ‘llave en mano’) puede llegar a suponer hasta el 30% del
importe del contrato.
Hay que tener en cuenta que, ya que se trata de una tecnología
emergente, el constructor trata de tener la posibilidad de introducir
mejoras en la planta a su costa para evitar ser penalizado. Por ello,
suele disponer de un largo plazo (unos 3 años) para demostrar que la
planta alcanza sus prestaciones durante un año completo.
Además de la energía generada, el contratista debe garantizar la
potencia máxima de la planta, el consumo de agua de las plantas, la
cantidad de vertido generado y el cumplimiento de los límites legales
en lo referente a vertidos, emisiones y ruido. ASME (American Society
of Mechanical Engineers) está preparando ya una PTC (Performance Test
Code) que defina las reglas de juego para la realización de pruebas de
prestaciones en centrales termosolares, al estilo de las que ya
funcionan para regular la forma de realizar las pruebas de prestaciones
en centrales de ciclo combinado, en turbinas de gas o en turbinas de
vapor, por ejemplo. Esta nueva PTC estará lista en no menos de un año.
La TABLA adjunta recoge algunos de los códigos y estándares
internacionales que hay que tener en cuenta para realizar algunas de
las pruebas que determinan los parámetros garantizados en plantas
termosolares.
Los
valores garantizados para el conjunto de la planta pueden alcanzarse o
no, pero siempre será conveniente probar por separado cada uno de los
sistemas que componen la planta, para garantizar que cada uno de ellos
funciona correctamente. De esta forma, los lazos de una central
termosolar de concentrador cilindro parabólico deben ser verificados,
si no en su totalidad, como mínimo un 10%, suponiendo que si éstos
funcionan correctamente el resto también lo hará. En realidad teniendo
en cuenta que son la pieza clave de una central termosolar debería
verificarse el 100% de los lazos.
Para verificarlos es necesario hacer circular el aceite por el módulo
que se está midiendo, estando éste perfectamente orientado, y midiendo
caudales, presiones y temperaturas del fluido térmico circulante a la
entrada y a la salida del lazo. La entrada y salida del lazo se
conectan a un equipo especialmente concebido para realizar esta prueba.
De esta manera y comparando los datos con la radiación recibida, que
también se mide, se calcula el rendimiento. Empresas como COBRA
( www.grupocobra.com)
han desarrollado su propio equipo de pruebas para probar los lazos de
las plantas que construye; otras, como OPEX ENERGY ( www.opex-energy.com) han desarrollado un equipo para ofrecer el servicio de certificación del rendimiento de un lazo.
PRUEBAS EN EL SISTEMA HTF
El
conjunto del sistema HTF debe ser comprobado para certificar que es
capaz de transportar la energía captada hasta el bloque de potencia.
Para ello es conveniente medir presión, temperatura y caudal a la
salida de las bombas principales de impulsión y a la entrada al bloque
de potencia, verificando que la energía global captada en el campo
solar se corresponde con la energía garantizada.
El equipo crítico para realizar esta medición es el caudalímetro, que
mide el flujo de fluido térmico caloportador, parámetro crítico para
realizar el cálculo de energía captada. La selección de este equipo y
su calibración se convierten en puntos críticos para la realización de
esta prueba.
Como el campo solar suele estar dividido en cuadrantes o subcampos, es
conveniente realizar las mediciones de caudal, presión y temperatura
para cada campo por separado, para conocer la energía captada en cada
uno de ellos; también será conveniente realizar esta prueba para el
conjunto completo, teniendo en cuenta que la planta suele estar
sobredimensionada y que será difícil que todos los lazos estén
funcionando de forma simultánea.
PRUEBAS EN EL CICLO AGUA VAPOR
La
medición del rendimiento del ciclo agua-vapor es la más fácil y
conocida de todas las pruebas a realizar. La medición de la energía
absorbida por el agua para convertirse en vapor a una presión y
temperatura determinadas, y la comparación de esa energía térmica con
la energía eléctrica generada en bornas del generador es algo habitual
en cualquier planta termoeléctrica. De hecho, la utilización de los
balances de energía como herramienta de diagnóstico para comprobar el
buen funcionamiento de una central es (o debería ser) algo muy habitual
para el equipo de operación y mantenimiento de una planta.
Habrá que tener en cuenta para la realización de esta prueba aspectos
como la posición de las válvulas de purga (que normalmente deberán
estar cerradas), la aportación de agua desmineralizada al condensador
(habitualmente cerrada), y tomar todos los datos de temperaturas,
presiones, niveles y caudales en todas las partes del ciclo:
condensador, tanque de alimentación, salida de cada uno de los
intercambiadores, entrada y salida de cada turbina.
Fuente: www.renovetec.com
Contenidos Febrero 2011
TERMOSOLAR
EÓLICA
BIOMASA
CICLOS COMBINADOS
NOTICIAS
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formativo avanzado y de especialización cuyo objetivo es la formación
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explotación de Centrales Termosolares.
El ciclo está compuesto por siete cursos:
Curso de diseño termosolar I: El campo solar (17 y 18 de Febrero)
Curso de diseño termosolar II: Sistema HTF y Ciclo Agua-Vapor (3 y 4 de Marzo)
Construcción de Centrales Termosolares (17 y 18 de Marzo)
Puesta en marcha de Centrales Termosolares (31/3 y 1/4)
Operación de Centrales Termosolares: eficiencia y optimización (14 y 15 de Abril)
Mantenimiento de Centrales Termosolares (5 y 6 de Mayo)
Permitting y gestión financiera de proyectos energéticos (23 y 24 de Mayo)
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