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El grupo de ingeniería y tecnología Senery Acciona Industrial han logrado otro importante hito al comenzar el proceso de fundido de sales en la planta solar termoeléctrica Kathu Solar Park. Las sales fundidas serán usadas para almacenar el calor obtenido del campo solar y que, más tarde, se puede recuperar para producir vapor y generar electricidad en ausencia de radiación solar, extendiendo la capacidad operativa de la planta después de la puesta de sol y durante tiempo nublado.

Gracias a este sistema de almacenamiento en sales fundidas, con capacidad para almacenar 4,5 horas, el complejo solar CSP Kathu Solar Park suministrará energía limpia a 179.000 hogares. La central utiliza el sistema SENERtrough®-2, una tecnología de captadores cilindro-parabólicos específicamente diseñada y patentada por Sener, destinada a mejorar la eficiencia de la planta. La relevancia de este sistema – la combinación del SENERtrough®-2 más el sistema de almacenamiento en sales fundidas – radica en que la planta no solo proveerá electricidad durante los periodos soleados, sino que será capaz de suministrar conforme al pico de demanda, sin el considerable gasto que supone un almacenamiento en batería.

Siyabonga Mbanjwa, director de Sener en Sudáfrica, comentaba: “El uso de las sales fundidas como sistema de almacenamiento térmico permitirá a Kathu Solar Park operar de una manera costo-eficiente, almacenando la energía generada por el sol y produciendo y suministrando electricidad en ausencia de radiación solar, para satisfacer los picos de demanda. En SENER, nuestro objetivo es proporcionar la tecnología más innovadora, conforme a estrictos estándares de Seguridad y Salud, para garantizar un resultado operativo excelente y una estabilidad térmica para un suministro de energía fiable y sostenible”.

Roberto Felipe, director de Operaciones de Acciona Industrial, decía: “Este proyecto es tecnológicamente vanguardista y la complejidad de la ingeniería y la construcción solo es comparable a grandes obras de infraestructuras. En Acciona, estamos comprometidos con el desarrollo económico y social de las regiones donde se ubican nuestros proyectos, y el impacto positivo que esta planta está teniendo en Kathu y las áreas colindantes es motivo para que continuemos ejecutando estos trabajos con los mismos altos estándares de calidad”.

El complejo Kathu Solar Park es uno de los proyectos seleccionados en la tercera ronda del programa de compra de energías renovables de productores energéticos independientes, REIPPPP (Renewable Energy Independent Power Producer Procurement Program), dirigido por el Departamento de Energía sudafricano (DOE).

La joint venture formada por Sener y Acciona Industrial fue seleccionada por el consorcio constructor liderado por ENGIE para suministrar los servicios de ingeniería, compras y construcción en Kathu Solar Park. La construcción de la planta se inició en mayo de 2016 y está previsto que finalice en los próximos meses. Durante la fase de construcción se están creando alrededor de 1.400 puestos de trabajo. Una vez entre en operación, se estima que Kathu Solar Park ahorrará seis millones de toneladas de CO2 durante 20 años y promoverá el desarrollo económico local a través del KSP Trust y del Kelebogile Trust, que ya han invertido notablemente en la comunidad local, lo que representa una significativa contribución para la población de la municipalidad de John Taolo Gaetsewe, en Cabo Norte.

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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.

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El grupo de ingeniería y tecnología SENER ha participado y está participando como parte del consorcio que realiza la construcción llave en mano de las tres instalaciones solares termoeléctricas, NOORo I, ya en operación comercial, NOORo II y NOORo III, además de proveer toda la tecnología. En NOORo II, SENER ha incorporado su tecnología SENERtrough®-2, un sistema de alta precisión que constituye la segunda generación del colector denominado de esta manera por estar diseñado y patentado en su totalidad por la firma de ingeniería y construcción SENER.

El alcance de los trabajos realizados por la empresa en NOORo II comprenden la ingeniería conceptual y básica de la planta, la ingeniería y construcción del campo solar, la ingeniería de detalle –entre otros sistemas- del de transmisión de aceite (HTF, Heat Transfer Fluid por sus siglas en inglés) o del de almacenamiento térmico, aparte del suministro de equipos críticos para su operación. Desde el inicio de las obras en julio de 2015, SENER se ha encargado del ensamblaje de los lazos de colectores en una nave ubicada en el complejo marroquí de Ouarzazate, el mayor de energía solar por concentración (CSP) del planeta, así como de su posterior instalación en el campo solar, compuesto por 20.400 colectores, dispuestos en 425 lazos que suman más de 270 km y un área reflectante total de 1.8 Mm2, todo ello distribuido en una superficie de 700 Ha.

 

La central NOORo II dispone de una potencia nominal de 200 MWe, lo que la convierte en la mayor del mundo con tecnología de captadores cilindroparabólicos. Además, NOORo II está dotada de 7,2 horas de almacenamiento térmico en sales fundidas, que le permiten seguir surtiendo electricidad a la red en ausencia de radiación solar. Con NOORo II se logrará ahorrar más de 170.000 toneladas al año de emisiones de CO2 y suministrar energía limpia y segura en torno a 160.000 hogares.

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El pasado 14 de marzo fue inaugurada la planta termosolar de Bokpoort, cerca de la ciudad de Upington, en la región de Northern Cape (Sudáfrica), construida por un consorcio liderado por las empresas españolas Sener, Acciona y TSK, y en el que participa también la sudafricana Crowie.

Este proyecto ha sido desarrollado para el grupo saudí ACWA Power en un modelo llave en mano o EPC (Engineering, Procurement and Construction) y ha requerido una inversión superior a los 300 millones de euros.

La nueva planta termosolar de Bokpoort se encuentra ya en operación y tiene una potencia de 55 MW brutos. Su tecnología es de colectores cilindro-parabólicos SENERtrough©, con un sistema de dos tanques de almacenamiento de energía mediante sales fundidas, de 1.300 MWht, que proporcionan 9,3 horas de funcionamiento.

El campo solar de esta instalación está integrado por 180 lazos, y su producción anual será de más de 230 GWh netos.

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Enerray, filial de Seci Energia (Maccaferri Industrial Group) a través Enerray Usinas Fotovoltaicas, ha ganado la licitación de la oferta de Enel Green Power para la construcción del nuevo campo solar que estará ubicado en el área de Ituverava.

El campo solar, cuya construcción ya comenzó el pasado diciembre, estará ubicado en el Estado de Bahía, zona noreste de Brasil, y tendrá una capacidad total instalada de 254 MWp. La producción de energía solar anual estimada será de alrededor de 500 GWh y su puesta en funcionamiento está prevista para finales de 2017.

Se prevé que los seguidores solares sean de ejes individuales, permitiendo los módulos fotovoltaicos variar su orientación durante el día, dependiendo de la posición del sol. Esta será la planta de energía solar más grande construida por Enel Green Power, y sin duda ayudará a cubrir el rápido crecimiento de la demanda eléctrica de Brasil: de hecho, en este país – según los últimos datos – la edificación crecerá a una tasa promedio anual del 4% hasta el 2020.

“Creemos que Brasil, un país donde nuestro Grupo tiene actividades industriales desde hace más de 50 años, representa una gran oportunidad en el futuro cercano: de hecho, es un mercado que muestra unas perspectivas de crecimiento muy importantes tanto a largo como a medio plazo. Enerray tiene la intención de convertirse en líder de referencia en el sector renovable de Brasil. Empezar a construir el mayor campo solar del país es un logro que nos llena de orgullo y muestra lo importante que es Brasil para nosotros. “- Comentó Michele Scandellari, CEO de Enerray.

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Colector de demostración Fresnel lineal MAN instalado en la Plataforma Solar de Almería (PSA). Foto cortesía PSA

Un equipo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), en colaboración con el premio Nobel Carlo Rubbia, del Instituto de Estudios Avanzados sobre Sostenibilidad (IASS) de Potsdam (Alemania) y la Universidad Rey Abdul Aziz (Arabia Saudí), desarrollan una tecnología basada en el uso de dióxido de carbono para mejorar la producción de energía en los campos solares. El uso de este fluido en energía solar ya ha sido probado por el grupo de investigadores de la UPM en la Plataforma Solar de Almería, obteniendo muy buenos resultados: campo solar barato y fluido que, además, resulta amigable para el medioambiente.

La agricultura siempre ha sido un referente para sistemas de producción en que se necesita una gran superficie para obtener beneficio económico, siempre tratando de reducir los costes de recolección respecto de la superficie donde se realiza. Esta máxima se puede aplicar al aprovechamiento de la energía solar en los llamados campos solares para la  producción de energía renovable, donde aparecen dos competidores importantes: fotovoltaica y solar térmica. La primera tiene el inconveniente de que actualmente no se puede almacenar la energía producida en grandes cantidades con buen rendimiento. La segunda, sin embargo, sí posibilita ese almacenamiento y con él la mejora de la gestión de la energía renovable obtenida, de modo similar al de una presa que almacena agua para una central hidroeléctrica.

Para el caso de la solar térmica existen cuatro tecnologías disponibles a nivel comercial, con diferentes costes y eficiencias de conversión: colector cilindroparabólico, torre central, disco solar y sistema Fresnel. Si bien las dos primeras han sido desarrolladas desde los años ochenta del siglo pasado -las dos últimas han tenido un desarrollo mucho menor-, no se ha determinado aún el análogo al molino de tres palas dominante en la energía eólica.

En la búsqueda de ese dominador, los investigadores que han llevado a cabo este trabajo han adoptado una perspectiva novedosa para tomar decisiones de diseño: la coherencia térmica, que evita temperaturas excesivas o uso innecesario de material. Para ello, es necesaria la observación de otros ámbitos de la ingeniería energética como el campo nuclear, donde multitud de centrales funcionan con temperaturas características moderadas (300 grados centígrados). Esto hace ver que la tendencia del sector solar de tratar de alcanzar las mayores temperaturas posibles puede no ser acertado. Además, los elevados costes de producción asociados frenan el desarrollo tecnológico de las filosofías de diseño asentadas, por lo que las perspectivas disruptivas -como la que se propone en este trabajo- son las que se encuentran con más posibilidades.

El desarrollo de estas ideas conduce al concepto de Fresnel mejorado, utilizando como fluido de trabajo dióxido de carbono (desecho en multitud de procesos industriales), que puede utilizarse en aplicaciones térmicas severas como la refrigeración de reactores nucleares de alta temperatura. Además, el uso de dióxido de carbono en energía solar puede servir para confinar este fluido y, a su vez, evitar emisiones, sustituyendo otras plantas termoeléctricas que utilicen combustibles fósiles.

La tecnología desarrollada en esta investigación, y otras previas de la UPM, se está explotando a día de hoy mediante el proyecto Futuro Solar a través de un convenio entre la UPM y OHL Industrial. El proyecto se presentó en el marco de la segunda convocatoria de proyectos de investigación y desarrollo cofinanciados por el Mecanismo Financiero del Espacio Económico Europeo (EEA-Grants), constituyendo un prototipo avanzado en cuanto a la curva de aprendizaje respecto del estado actual de la tecnología termosolar. Actualmente en construcción, se prevé que comience a operar en la primavera de 2016.

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Solarpack, compañía multinacional española que desarrolla, construye y opera parques de generación solar fotovoltaica, ha sido seleccionada para suministrar hasta 110 GWh anuales (el equivalente a 7 millones de dólares americanos), por un periodo de 20 años, a las distribuidoras eléctricas chilenas que abastecen al mercado eléctrico regulado de aquel país. Esta Licitación de Suministro por un total de 1.200 GWh/año, de los cuales 550 son en horario diurno, ha sido promovida por las distribuidoras eléctricas chilenas bajo la supervisión de la CNE, el Ministerio de Energía de Chile y la Superintendencia de Electricidad y Combustible.

Para alcanzar esta producción, Solarpack, a través de su filial Amunche Solar SPA, construirá un campo solar fotovoltaico de 55 MWp que deberá estar finalizado el 1 de enero de 2017. La compañía ha sido la adjudicataria de 10 sub-bloques tipo 4b para vender hasta 110 GWh de la Licitación de Suministro 2015/02. Los otros adjudicatarios de este sub-bloque han sido sociedades filiales de First Solar y Aela Energía.

El futuro campo solar

La Constitución abastecerá de energía limpia a los consumidores de electricidad regulados chilenos, que se beneficiarán del mejor precio de venta de entre los licitantes, el ofertado por Solarpack en 64,849 USD/MWh. Destaca en esta licitación el que los precios ofrecidos por las empresas de energías renovables han sido más competitivos que los de las grandes compañías energéticas tradicionales, que han quedado fuera de las adjudicaciones.

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Solarpack ya cuenta con otras tres plantas solares fotovoltaicas en Chile: Calama Solar, la primera planta solar industrial solar de Sudamérica y con una potencia total instalada de 1,1 MWp; Pozo Almonte Solar 2-3, que con una potencia de 25,4 MWp produce el 13 % de la energía que la Compañía Minera Doña Inés de Collahuasi necesita; y Pozo Almonte Solar 1 que cuenta con 10,5 MWp y que está interconectada al Sistema Interconectado del Norte Grande (SING).

Además de proyectos en Chile, Solarpack gestiona una amplia cartera de MW en España, India, Perú, Estados Unidos, Uruguay, México y Sudáfrica. La compañía ha puesto en marcha, también, proyectos de 62 MWp en Perú y de 34,6 MWp en España.

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Aalborg CSP ha comenzado la construcción del primer sistema energético integral basado en termosolar del mundo, para satisfacer múltiples necesidades energéticas de los invernaderos de Sundrops Farms en el desierto del sur de Australia, y al menor coste posible a lo largo de todo el año. En una primera fase se instalará un campo solar de 51.500 m2 compuesto por más de 23.000 helióstatos. El sistema energético integralk es el primero del mundo a escala comercial basado en tecnología CSP que proporciona varios flujos energéticos (calor, agua dulce y electricidad) para usos hortícolas.

Este concepto innovador para cultivar cultivos de alto valor utilizando agua de mar y la luz del sol como recursos principales tiene su origen en Sundrop Farms, que comenzó a probar su sistema integrado en una pequeña escala en 2010. La positiva experiencia operacional en la planta piloto alentó a la compañía a la aplicación a gran escala de la tecnología, expandiendo la operación a 200.000 m2, con el objetivo de producir más de 15.000 t de verduras frescas al año para los consumidores australianos.

Esta tecnología de última generación está basada en tecnología termosolar de torre, y será capaz de calentar los invernaderos en invierno y en las frías noches del verano, proporcionar agua dulce mediante la desalación de agua de mar captada del cercano Golfo de Spencer, y de mover periódicamente una turbina de vapor para producir electricidad.

aalborg_csp_australia2El sistema energético integral se extenderá más de 140.000 m2. Como primera fase de la construcción, Aalborg CSP, proveedor llave en mano de la planta solar y el bloque de potencia, ha comenzado la instalación del campo solar con el objetivo de instalar más de 23.000 heliostatos suministrados por eSolar, compañía con sede en California. En pocos meses, los heliostatos ocuparán 51.500 m2 de la superficie total. Los heliostatos recogerán los rayos del sol para reflejarlos en la parte superior de una torre solar de 116 m. La energía solar recogida se convierte en vapor que luego se utiliza para múltiples propósitos, incluyendo la desalación de agua de mar, la calefacción y la producción de electricidad.

Una vez puesta en servicio, en el segundo semestre de 2016, el sistema energético integral probará una nueva plataforma para abordar los principales desafíos energéticos globales. Además de ofrecer una alternativa económica competitiva con las tecnologías energéticas convencionales, el sistema contribuirá a un futuro más verde, ya que evita la emisión de al menos 14.700 t de CO2 al año.

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