1 El tamaño idóneo del helióstato está en función de la capacidad total que se pretenda obtener, en un inicio los helióstatos se construyeron hasta tener más de cien metros de área de reflexión, lo que aumentaba considerablemente los requerimientos estructurales, pero permita disminuir el número de mecanismos y electrónica para el seguimiento solar. Sin embargo, los actuales desarrollos en la tecnología electrónica, en comunicación y en metrología de localización, permiten proyectar una era de helióstatos medianos o pequeños, de fácil instalación, con controles más sencillos de instrumentar, de menor mantenimiento y por lo tanto más baratos. Todos estos aspectos mejoran la posibilidad de una participación importante de empresas nacionales en la producción de helióstatos ya que no se requerirá de sofisticadas tecnologías para su funcionamiento. En la parte de desarrollo de receptores térmicos destacan los que funcionan con sales fundidas como fluido de trabajo y los volumétricos que utilizan el aire atmosférico. El receptor que es un dispositivo que es diseñado para recibir una gran concentración de fotones con la finalidad de convertirlos, ya sea en calor útil para un proceso, o para ser aprovechados en una reacción química. Los receptores son diseñados particularmente para cada aplicación. La ingeniería requerida para la optimización de los receptores se encuentra en etapa de desarrollo.

2 Un grupo industrial europeo, el consorcio PHOEBUS, está llevando a cabo un sistema basado en aire como fluido térmico. Los receptores para el paso de aire permiten la operación a temperaturas y presiones perceptiblemente más altas, pero presentan mayores pérdidas de calor comparadas con los receptores de agua- vapor. Por estas razones, el consorcio de PHOEBUS desarrolló un nuevo receptor solar operado con aire (technology solar air, TSA), que es un receptor de aire volumétrico que distribuye la superficie para el intercambio de calor sobre un volumen tridimensional y funciona a presión ambiente. Las ventajas más grandes de este sistema son su relativa simplicidad y seguridad. Esto lo hace ideal para los usos en países en vías de desarrollo.

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6 Project SOLGATE Reference: ENK5-CT-2000-00333 Duration: 33 months Total cost: 3.156.120 € EC funding: 1.498.772 € Status: To be finalized Project SOLAIR Reference: ERK6-CT-1999 Duration: 54 months Total cost: 3.312.110 € EC funding: 1.497.092 € Status: In Progress Partners: - Instalaciones Abengoa (ES), Co-ordinator - Inabensa Solucar (ES) - CIEMAT (ES) - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DE) - Heliotech Aps (DK) - Center for Research and Technology–Hellas/Chemical Process Engineering Research Institute (EL) - IBERESE (ES) Partners: - Ormat Industry Ltd (IL), - Instalaciones Abengoa (ES) - Inabensa Solucar (ES) - CIEMAT (ES) - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DE)

7 Project SOLGATE

8 Las plantas de Torre Central de Sanlúcar (La Mayor) en Sevilla, España, con capacidades instaladas de 10 MWe, (inaugurada el 30 de marzo de 2007) y 20 MWe (esta última se puso en funcionamiento la segunda semana de Mayo de 2009).

9 Una planta de 17 MW está bajo construcción en Andalucía, España. La planta se llama SOLAR TRES y será la primera planta comercial de torre central de sal fundida en el mundo, es decir, la sal fundida será circulada en el receptor. Con un sistema del almacenaje de la sal fundida de 15 horas y un ciclo térmico de alta temperatura y alta eficacia, la planta generará 110.6 GWh/anulaes, equivalentes a 6500 h de la operación a carga plena o de un factor de planta de 74%. La planta tendrá un receptor central cilíndrico situado en una torre 130 m en altura. El área total del espejo es 298,000 m2 e incorporará un campo de 2590 helióstatos, cada uno con una área de 115 m2.

10 5.Sistemas de plato parabólico Los sistemas de plato parabólico utilizan los espejos parabólicos con forma de plato, para concentrar y enfocar los rayos del sol sobre un receptor, que se monta sobre el plato del punto focal del plato. El receptor absorbe la energía y la convierte en energía térmica. Esta energía se puede utilizar directamente como calor para aplicarse para la producción de vapor en un ciclo termodinámico para producción de energía eléctrica o bien se puede transportar en electricidad en un generador local situado en el receptor. Un sistema del plato-Stiling es una unidad independiente integrada por un colector, un receptor, y un generador Stirling. Trabaja recogiendo y concentrando la energía del sol con una superficie continua o de facetas, tiene un receptor que absorbe la energía y la transfiera al generador. El generador eléctrico convierte la energía mecánica en corriente eléctrica. Los sistema de plato-Stirling utilizan comúnmente un sistema de seguimiento en dos ejes. Las razones de conentración se encuentran entre 600 y 30000, y alcanzan temperaturas superiores a 1500°C. Estos sistemas se pueden acoplar a un ciclo Rankine, a un ciclo de Brayton, y sistemas Stirling(Schwarzbözl et al., 2000; Chavez et al., 1993).

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13 5.1 Descripción sistemas de plato parabólico

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16 Project EURODISH Reference: JOR3-CT98-0242 Duration: 38 months Total cost: 1.665.531 € EC funding: 750.000 € Status: Completed Partners: - Schlaich Bergermann und Partner (DE), Co-ordinator - Instalaciones Abengoa (ES) - CIEMAT (ES) - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DE) - SOLO Kleinmotoren GmbH (DE) - MERO GmbH & Co. KG (DE) - Klein + Stekl GmbH (DE)

17 6.Sistemas de espejo tipo Fresnel Linear Fresnel reflector

18 Sistema de concentración solar tipo reflector Fresnel (Bélgica) 67 < T < 267 O C 10 < C < 40

19 CHEMICAL THERMAL MECHANICAL Hydrogen (100 bar) 300 Natural Gas 1000 Liquid Hydrogen 2380 Methanol 4300 Liquid Natural Gas 5800 Fuel Oil, Gasoline 9000 - 11000 Bituminous coal 12000 Batteries 50 - 100 Molten Salts 500 - 700 MgO 300 Bricks / Pebbles Bed 100 Steam (100 bar) 120 Glauber´s Salt 100 Water 35 Rotating Wheels 60 Pr. Air (100 bar) 10 0.8 Pumped Storage (300 m) 0.1 1 10 100 1000 10000 100000 Volumespecific energy content (kWh/m3) Solar TRES PS-10 Air Tech. 6.Sistemas de almacenamiento

20 Parabolic troughs Central Receiver Dish-Stirling Power Operation temperature Annual capacity factor Peak efficiency Net annual efficiency 30-320 MW 390-500 ºC 23-50 % 20 % 11- 16 % 10-200 MW 565-800 ºC 20-77 % 18-23 % 15- 20 % 5-25 kW 750 ºC 25 % 29.4 % 12 - 25 % Commercial status Technical risk Storage availability Hybrid designs Commercial Low Limited Yes Construction Low/Medium Yes Prototypes- demonstration High Batteries Yes Cost k W installed EURO/kW 2 300- - 2 500 2 500- - 2 900 5 000 - 8 000 Concentration Ratio~75 suns~200-1000 suns~1000-3000 suns 6.Comparación entre sistemas

21  hybrid gas combined cycle l coal, fuel oil, or gas steam cycle Dispatchability: l hybridization with gas or liquid fuels for extended Stirling or Brayton engine operation l thermal storage for peaking, load following, or extended operation STPP or Concentrating Solar Power: Applications and Features Manufacturing: l Relatively conventional technology (glass, steel, gears, heat engines, etc.) allows rapid manufacturing scale-up, low risk, conventional maintenance Distributed Power l distributed, on-grid (e.g., line support) l stand-alone, off-grid (e.g., water pumping, village electrification) kW's to MW’s Dispatchable Power l utility peak and intermediate l high-value, green markets 10's to 100’s of MW's

22 LOCATIONCycleSolar TechnologySolar Cap. MWAperture [m²] EgyptCombined CycleTrough35200’000 IndiaCombined Cycle Trough35200’000 MexicoCombined Cycle Investor’s Choice>25200’000 AustraliaCombined CycleCFLR25120’000 South AfricaSteam CycleTower100? USASteam CycleTrough50? IsraelSteam CycleTrough100500’000 SpainSteam CycleTrough (Andasol)50549’360 SpainSteam CycleTower (PS10)10-1188’290 SpainSteam CycleTower (Solar Tres)15-17240’000 ItalySteam CycleTrough (Molten salt)40451’215 Argelia.. Marruecos.. LOCATIONCycleSolar TechnologySolar Cap. MWAperture [m²] EgyptCombined CycleTrough35200’000 IndiaCombined Cycle Trough35200’000 MexicoCombined Cycle Investor’s Choice>25200’000 AustraliaCombined CycleCFLR25120’000 South AfricaSteam CycleTower100? USASteam CycleTrough50? IsraelSteam CycleTrough100500’000 SpainSteam CycleTrough (Andasol)50549’360 SpainSteam CycleTower (PS10)10-1188’290 SpainSteam CycleTower (Solar Tres)15-17240’000 ItalySteam CycleTrough (Molten salt)40451’215 Argelia.. Marruecos.. ABENGOA KfW FICHTNER EEA/NREA KJC World Bank ONE BOEING DukeSolar EHN Ghersa Solar Millennium Solel CFERSCPL BECHTEL Update of STPP initiatives CEPEL ESKOM NIROO ENEA SOLAR HEAT&POWER

23 Update of STPP projects under development

24 Referencias Chavez, J.M., Kolb, G.J., Meineck, W., In: Becker, M., Klimas, P.C. (Eds.), 1993. Second Generation Central Receiver Technologies—A Status Report. Verlag C.F. Müller GmbH, Karlsruhe, Germany. De Laquil, P., Kearney, D., Geyer, M., Diver, R., 1993. Solar-Thermal Electric Technology. In: Johanson, T.B., Kelly, H., Reddy, A.K.N., Williams, R.H. (Eds.) Renewable energy: Sources for fuels and electricity. Earthscan, Island Press, Washington DC, pp. 213–296. Muller-Steinhagen, H., Trieb, F., 2004. Concentrating solar power: a review of the technology. Ingenia 18, 43–50. Romero, M., Buck, R., Pacheco, J.E., 2002. An update on solar central receiver systems projects and technologies. J. Solar Energy Engin. 124 (2), 98–108. Schwarzbözl, P., Pitz-Paal, R., Meinecke, W., Buck, R., 2000. Cost-optimized solar gas turbine cycles using volumetric air receiver technology. Proceedings of the Renewable Energy for the New Millennium, Sydney, Australia, pp. 171–177.

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