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En la actualidad, existen varios tipos de planta solar termoeléctrica en constante puja por liderar el mercado de la energía solar y, en esta carrera, el objetivo prioritario de las empresas del sector se centra en minimizar los costes de los elementos empleados para el aprovechamiento de la energía que proviene del sol.

En este contexto, el centro tecnológico CENER (Centro Nacional de Energías Renovables) e IK4-TEKNIKER han unido fuerzas para el desarrollo de un innovador concepto de panel solar tipo heliostato conocido como EASY (hEliostas for eAsy an Smart deploYment), un dispositivo de pequeño tamaño que esperan reducir los costes del campo solar hasta los 100 $/m2.

 

El dispositivo contiene un novedoso sistema de tracking accionado por motores de bajo coste. Este desarrollo, incluye una transmisión mecánica basada en cables que permite un funcionamiento sin holguras a un coste extremadamente bajo. El resultado es una precisión muy elevada en el posicionamiento del heliostato a un coste menor.

Se trata de un sistema más preciso que los empleados en la actualidad, ya que consigue minimizar las deformaciones de la estructura generadas por el viento y desaparecerán los errores de canteo de los espejos.

Los primeros desarrollos ya han sido testados en las instalaciones de la Plataforma Solar de Almería, lo que ha permitido validar el sistema según los requisitos marcados.

Se presentará en SolarPACES

IK4-TEKNIKER presentará este novedoso dispositivo en SolarPACES, el congreso de referencia a nivel mundial en materia de concentración de energía solar y sistemas de energía química, que se celebrará entre los días 26 y 29 de septiembre en Santiago de Chile.

En el marco del evento, el centro tecnológico participará en cuatro ponencias en las que dará a conocer, además del sistema de los heliostatos, otras soluciones que ha llevado a cabo en este ámbito, como un novedoso procedimiento de limpieza de heliostatos y un nuevo formato de reflectores solares anti-suciedad, entre otros.

La cita organizada por la Agencia Internacional de la Energía (AIE) congregará a más de 600 investigadores, científicos y empresarios de todo el mundo, que debatirán sobre las últimas novedades mundiales en el ámbito de la energía.

Prometedor futuro para las centrales de torre

Entre las alternativas tecnológicas que ofrece en la actualidad el sector termoeléctrico, gran parte de los expertos opinan que las centrales solares de torre se encuentran un paso por delante en la lucha por convertirse en el sistema que acapare el mercado en los próximos años.

Frente a otros sistemas, como las plantas de colectores cilindro-parabólicos (CCP) o las de colectores Fresnel, la tecnología de las centrales de torre es capaz de alcanzar ratios de concentración superiores y, por lo tanto, mayores temperaturas. Gracias a ello, el dispositivo de almacenamiento es más competitivo, ya que el coste por unidad de energía almacenada es menor.
Además, el circuito térmico y el receptor no están distribuidos a lo largo del campo solar, sino confinados en la torre, lo que reduce drásticamente el tamaño de esta parte crítica y, en consecuencia, también los costes, las pérdidas térmicas y los riesgos de operación ligados a la congelación del fluido que transporta el calor.

Asimismo, en la mayor parte de los casos, los fluidos utilizados como medio de almacenamiento y transporte en estos sistemas de torre son sales fundidas. Esto evita el uso de un intercambiador adicional como ocurre en otras configuraciones y, en consecuencia, permite una reducción de las pérdidas térmicas, un esquema de planta más sencillo y una reducción de costes.

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Las Energías Renovables No Convencionales (ERNC) han avanzado durante los últimos años aumentando su capacidad de generación mundial en casi un 9% en 2016. Entre ellas, destaca el desarrollo experimentado por la industria solar termoeléctrica que, gracias a las inversiones en I+D realizadas fundamentalmente por empresas y centros alemanes y españoles, ha contado con un importante avance en lo que respecta a la mejora de las tecnologías empleadas y a la optimización de sus componentes.

El rendimiento de las plantas termosolares está estrechamente ligado a la reflectividad de los paneles solares (llamados colectores) que las componen, puesto que son los elementos responsables de recoger la energía proveniente del sol y convertirla en energía térmica. Para que su funcionamiento sea óptimo, es imprescindible que los espejos que integran estos sistemas permanezcan libres del polvo y de las manchas que van acumulando durante su funcionamiento.

 

En este contexto, IK4-TEKNIKER ha desarrollado y patentado un sistema de limpieza ultrasónica para paneles solares tipo heliostato, que permite recuperar el 100% de la reflectividad del espejo y devolverlo al valor inicial de fábrica. Los heliostatos son un modelo de colector solar compuesto por uno o varios espejos que se orientan de manera automática con el objetivo de seguir el movimiento del sol para optimizar al máximo su energía.

La solución desarrollada por el centro tecnológico guipuzcoano es un dispositivo ultrasónico que elimina la suciedad adherida a la superficie del espejo mediante una operación de barrido. A diferencia de las técnicas de limpieza actuales, como los chorros de agua a presión y el empleo de cepillos, el sistema ofrece unas prestaciones superiores, ahorrando en los recursos empleados.

En este sentido, consigue eliminar partículas de polvo de tamaño inferior a la micra, además de emplear para ello 600 veces menos agua que los métodos convencionales. Además, el nuevo dispositivo evita las marcas provocadas por el contacto entre los utensilios de limpieza como cepillos y los propios espejos que, a la larga, reducen su reflectividad de manera irreversible.

IK4-TEKNIKER ha recurrido a la limpieza ultrasónica sin inmersión para el desarrollo de este sistema. Se trata de una tecnología que no requiere de una cuba en la que introducir el objeto a lavar, facilitando su aplicación en superficies de gran volumen o de movilidad limitada. De esta manera, se consigue generar un campo de cavitación (principio activo de la limpieza ultrasónica) en una capa delgada de agua depositada sobre la extensión a limpiar.

Además de su eficacia en la limpieza de vidrio, es una solución que puede ser aplicada sobre multitud de superficies como pavimentos o fachadas. “Este hecho augura un interesante recorrido en empresas de diversos sectores como el del mantenimiento urbano o el industrial, que desarrollan dispositivos de limpieza y producción de componentes de grandes dimensiones”, asegura Jon Ander Sarasua, investigador de IK4-TEKNIKER.

“Este sistema confirma además el compromiso de IK4-TEKNIKER por aportar soluciones tecnológicas que permitan aumentar la competitividad de las energías renovables”, concluye Sarasua.

Presencia en el congreso SolarPACES

IK4-TEKNIKER presentará el novedoso dispositivo en el SolarPACES, el congreso referente a nivel mundial en materia de concentración de energía solar y sistemas de energía química, que se celebrará entre los días 26 y 29 de septiembre en Santiago de Chile.

En el marco del evento, el centro tecnológico participará en cuatro ponencias en las que dará a conocer, además del sistema de limpieza ultrasónica, otras soluciones que ha llevado a cabo en este ámbito, como un novedoso procedimiento de calibración de heliostatos o un nuevo formato de reflectores solares anti-suciedad.

La cita organizada por la Agencia Internacional de la Energía (AIE) congregará a más de 600 investigadores, científicos y empresarios de todo el mundo, que debatirán sobre las últimas novedades en el ámbito de la energía.

Aalborg CSP se ha adjudicado un nuevo pedido para entregar una planta solar térmica de 8 MWth que, una vez completada, proporcionará calefacción sostenible a 2.583 clientes en el área de Copenhague. El campo solar que consta de 11.312 m2 de colectores solares térmicos planos será el quinto proyecto ecológico que la empresa entregará en el país, contribuyendo así a los ambiciosos objetivos de Dinamarca de abandonar los combustibles fósiles en 2050.

Aalborg CSP recibió el pedido de la planta de cogeneración Smørum Kraftvarmeværk A.m.b.A. para entregar una planta de calefacción solar de 8 MWth que reducirá la dependencia del gas natural de la instalación y estabilizará los precios de la energía. El campo solar de 11.312 m2, que estará situado en la ciudad de Smørum, consistirá en paneles solares térmicos planos capaces de producir anualmente 5.568 MWh de calor. El suministro de Aalborg CSP incluye también la entrega de las instalaciones técnicas necesarias y tuberías de 2,2 km de largo para la transmisión de la energía.

 

Haciendo la energía renovable asequible

La planta de calefacción solar es el quinto proyecto verde que la compañía construye en su país de origen, que es conocido por ser pionero en soluciones de energía renovable. Recientemente, la compañía ha completado una planta de energía termosolar de 16,6 MWth en Dinamarca. Actualmente la planta produce calor solamente, pero cuando en 2018 esté en funcionamiento la segunda fase del proyecto, una planta de biomasa con tecnología de Ciclo Orgánico Rankine (ORC), será la primera en el mundo en demostrar cómo la termosolar puede optimizar la eficiencia de la tecnología ORC incluso en áreas con menos sol.

Rápida construcción e instalación

Poco después de firmar el acuerdo con la central de cogeneración danesa, se inició la construcción en Smørum con la entrega programada para finales de este año. En total se instalarán 56 filas de paneles planos con hasta 20 colectores colocados en una fila. Estos paneles optimizados de 13,3 m2 han mostrado el mayor rendimiento entre todos los colectores solares de gran escala conocidos en el mercado internacional. El mismo tipo de colector también se utilizó en otra planta danesa de calefacción urbana, Solrød Fjernvarme, donde han funcionado más allá de las expectativas durante la primavera y el verano de 2017.

Se espera que el sistema capte los primeros rayos del sol de 2018. Además de ofrecer una solución competitiva para la producción de calor, la planta solar también evita la emisión de al menos 1.100 t de CO2 al año.

Aalborg CSP ha comenzado la instalación de una planta solar de calefacción urbana altamente eficiente equipada con colectores planos en Dinamarca. Después de muchas exitosas plantas termosolares en todo el mundo, este será el primer campo solar de colectores planos que construye la empresa, y también será uno de los más eficientes en Dinamarca, que es bien conocida por sus instalaciones de calefacción urbana verde.

Aalborg CSP ha investigado la posibilidad de utilizar la calefacción solar para reducir la dependencia del gas natural de la planta de calefacción urbana danesa (Solrød Fjernvarme a.m.b.a.), así como para estabilizar los precios de la energía. Para adecuarse a las necesidades de energía del cliente al menor coste posible, la selección tecnológica de Aalborg CSP fue un sistema de colectores solares planos de 2.569 m2 junto con un depósito de acumulación para almacenamiento de calor de 1.250 m3, proporcionando calefacción sostenible a 350 hogares. El campo solar entregado a Solrød Fjernvarme junto con el depósito de acumulación serán capacesde cubrir el 28% de la demanda de energía de la planta de calefacción urbana y mantendrán estable el precio de la energía.

La planta solar en Dinamarca constará de 13 filas de colectores GREENoneTEC de la serie GK 3003 con hasta 20 colectores por fila. Los paneles de 13,3 m2 optimizados han demostrado uno de los rendimientos más altos entre todos los colectores solares a de gran tamaño conocidos y fabricados en serie en el mercado internacional. Esto permitirá al sistema de energía solar de Dinamarca convertirse en uno de los campos colectores solares planos más eficientes del país.

La construcción de la planta se inició a medidados de septiembre, y se espera que el sistema de energía solar junto con el tanque de almacenamiento están instalados en solo cinco semanas. Además de ofrecer una solución competitiva en coste para la producción de calor, la planta solar también evitará la emisión de al menos 233 t/año de CO2.

El primer proyecto de colectores planos de la compañía se firmó poco después de la firma del acuerdo de distribución con GREENoneTEC Solarindustrie Gmbh. El objetivo de este acuerdo ha sido el fortalecimiento de la cartera solar de Aalborg CSP, para proporcionar a los clientes de calefacción urbana alternativas tecnológicas más adecuadas a sus necesidades energéticas. Aalborg CSP tiene la intención de poner en marcha plantas híbridas que utilizan la tecnología termosolar de la compañía con colectores planos, así como sistemas constituidos solo por colectores planos convencionales.

El grupo Viessmann, a través de su departamento de I+D y junto al instituto Jean Lamour de la universidad francesa Nancy y el instituto alemán ISFH, ha desarrollado un innovador tratamiento selectivo ThermProtect para colectores solares planos de autolimitación inteligente por temperatura, que evita el sobrecalentamiento de las instalaciones solares y la formación de vapor. La innovadora tecnología ThermProtect patentada por Viessmann, es el primer tratamiento selectivo del absorbedor para colectores planos Vitosol, que autolimita la absorción de energía a partir de una determinada temperatura del absorbedor.

El nuevo tratamiento consta de varios niveles. Uno de estos niveles está formado por dióxido de vanadio, un material inteligente de extraordinarias habilidades para cambiar de tamaño, forma y/o identidad física. Gracias al funcionamiento de capas conmutables, a partir de 75 ºC, la estructura cristalina del tratamiento del absorbedor realiza  una transición estructural que provoca un aumento de la emisividad, limitando automá-ticamente la absorción de energía.

PropiedadesÓpticas

Cuando la temperatura del colector disminuye, la estructura cristalina recupera su posición inicial y la energía solar está de nuevo disponible en la instalación. El cambio de la estructura cristalina es  reversible y está disponible ilimitadamente.

El exceso de energía no requerida durante períodos de falta de demanda por parte de la instalación y los fenómenos propios del sobrecalentamiento y la formación de vapor se evitan de una forma eficaz y segura, y sin necesidad de aerotermos ni vaciados de los circuitos. Este proceso es inherente a las propiedades físicas del material inteligente del absorbedor y se produce, por tanto, totalmente independiente de la configura-ción y los ajustes del sistema. Una instalación solar con ThermProtect es completamente segura por sí misma y se caracteriza por una fiabilidad y durabilidad operativa superior a la de los sistemas solares convencionales.

Esta nueva tecnología se encuentra ya de serie en los colectores planos Vitosol 100-FM y Vitosol 200-FM.

Con ThermProtec, las instalaciones solares se protegen por sí mismas, no llegan a sobrecalentarse ni a formar vapor, aún en periodos de verano o ante la ausencia de demanda, lo que aumenta la vida útil de los componentes y reduce los costes de mantenimiento. La protección de las mismas se consigue de una forma inherente, independientemente de la configuración, sin aerotermos, sin vaciar los circuitos y sin dispositivos mecánicos adicionales.

Presentación en España

Esta innovadora tecnología fue presentada en España ayer, 4 de abril, en un acto que tuvo lugar en la sede de Viessmann en España, en Madrid, y contó con la presencia de destacados representantes de la empresa: Jürgen Gerhardt, Director General de Viessmann, José Luis Gutiérrez, Director General de Viessmann España y Mónica López, Responsable de Producto Solar Térmico, que condujo la presentación del nuevo producto.

La representación institucional corrió a cargo de D. Carlos López Jimeno, Director General de Industria, Energia y Minas de la Comunidad de Madrid. En su intervención López Jimeno, destacó la necesidad se seguir apoyando a la energía solar térmica, y de desmentir el bulo creado en torno a esta energía, en el sentido de que “no funciona”. En este aspecto, López Jimeno esbozó unos interesantes datos sobre la energía solar térmica en la Comunidad de Madrid, indicando que en la Comunidad existen unos 270.000 m2 de captadores solares, si bien, según inspecciones llevadas a cabo algo más del 30% de estas instalaciones no funcionan, habiéndose detectado que prácticamente el 99% son instalaciones que se han realizado con fines administrativos, es decir, al objeto de cumplir el CTE, mientras que la gran mayoría de las instalaciones realizadas por particulares funcionan correctamente.

Asimismo, el Director General de Industria Energía y Minas, avanzó que la Comunidad lanzará próximamente, en un plazo de mes y medio o dos meses, un Plan Renove de Energía Solar, que permita la renovación de estas instalaciones que no están funcionando, y que confía también pueda impulsar nuevas instalaciones.

Especialmente interesante en este aspecto fue la intervención de José María de la Fuente Bueno, Presidente de Asefosam, y asistente al evento, quién brevemente explicó el problema de estas instalaciones, incidiendo, en que tecnologías como Thermprotect, pueden ayudar significativamente a solventar estas situaciones. de la Fuente explicó de forma breve y concisa. Para cumplir con el CTE los promotores inmobiliarios están obligados a ejecutar una instalación solar térmica, que sin embargo, apenas tiene demanda hasta que se completa la venta de las viviendas, por lo que en muchas ocasiones se estropea incluso antes de su uso, hasta que se conforma la comunidad de vecinos, etc puede pasar incluso un año durante el cual la instalación no se ha utilizado ni mantenido correctamente, con el consiguiente deterioro de componentes.

Tal y como señaló José Luis Guitérrez, Director General de Viessmann España, es necesaria una revisión y reposición de componentes dañados, a lo que a buen seguro contribuirá el futuro Plan Renove de Instalaciones Solares de la Comunidad de Madrid.

Por su parte, durante la presentación del nuevo producto, Mónica López, Responsable de Producto Solar Térmico, insistió en las ventajas de los captadores que incorporan este nuevo absorbedor, pues además de autoproteger la instalación y evitar ciertos componentes adicionales, la gama Vitosol con Thermprotect no supone un extra coste respecto a los precios de los productos sin el recubrimiento especial, además no implica ningún cambio en el dimensionamiento de las instalaciones y el rendimiento del colector se mantiene prácticamente en los mismos niveles.

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