DISEÑO DE UNA CENTRAL TERMOSOLAR DE TORRE Y REAPROVECHAMIENTO DE SUS EXCEDENTES ENERGÉTICOS

Abstract

Existe un amplio consenso científico en que un calentamiento global de 1,5¿C respecto a niveles preindustriales tendría consecuencias devastadoras en los ecosistemas. Las emisiones de gases de efecto invernadero son el principal causante de esta crisis y su procedencia es mayo- ritariamente de los diferentes usos de la energía. En este sentido, tanto la IEA como la ONU advierten de que son necesarios más esfuerzos para reducir las emisiones. Las energías renovables se posicionan como una posible solución a este problema, aunque el mayor inconveniente de la mayoría es su intermitencia. Las centrales termosolares de torre, por el contrario, cuentan con tanques de almacenamiento térmico que las permiten operar incluso en horas sin radiación solar. El objetivo del presente Trabajo de Fin de Grado es diseñar y optimizar una central de este tipo. Para el diseño del campo solar de la planta se emplea el software SAM y para el bloque de potencia EBSILON. El criterio fundamental es minimizar el coste de producción de la electricidad y maximizar los beneficios, habiéndose obtenido los siguientes resultados y conclusiones: 1. La localización de la planta es de gran importancia para garantizar su viabilidad. En España las centrales CSP deben situarse en la mitad sur peninsular o en las Islas Canarias por la radiación solar que reciben. La localización seleccionada es Cartagena. 2. Los parámetros de diseño de la planta deben ser ajustados para asegurar un LCOE com- petitivo. Para las condiciones seleccionadas, la planta deberá usar sal solar a 290 ¿ 574¿C como HTF, tener un MS de 2,5 con almacenamiento térmico para 9h y una potencia aproximada de 100 MWe. 3. La operación será más rentable económicamente si se opera con despacho económico, dis- patch optimization, al poder vender electricidad en franjas horarias con mayor precio. 4. El bloque de potencia deberá tener tres extracciones y dos turbinas para alcanzar una potencia final de 101,03 MWe. 5. Se concluye que el proyecto es viable puesto que su VAN es positivo y su TIR mayor que su tasa de descuento. Se ha logrado el objetivo de diseñar una central termosolar de torre con un precio competitivo y que es capaz de almacenar energía térmica para alcanzar un factor de carga del 49,5 %. Por dimensiones y potencia, de ser construida, la central sería la mayor planta CSP de España, aunque en el mundo existen otras de características similares. La planta evitaría la emisión de 1,61 × 1011 g CO2 eq en su ciclo de vida de 25 años, lo que supone una reducción del 92 % frente a una central de ciclo combinado. Sin embargo, aunque las centrales CSP ofrecen mayor flexibilidad de operación que sus ho- mólogas fotovoltaicas, deben volverse aún más competitivas económicamente para igualarse a otras tecnologías renovables.