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Tecnología de gestión del agua para unas centrales eléctricas solares más sostenibles en términos económicos y ambientales

La energía solar concentrada (ESC) es una de las tecnologías de energías renovables más prometedoras y sostenibles por su capacidad para incluir almacenamiento destinado a captar calor del sol y convertirlo en electricidad cuando sea necesario. Sin embargo, la adopción generalizada y satisfactoria dependerá, en última instancia, de que las centrales de ESC superen algunos obstáculos importantes, como la viabilidad económica y el acceso limitado al agua.

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Para funcionar correctamente, las centrales basadas en vapor, como las de ESC, consumen cantidades importantes de agua. Estas centrales utilizan hasta 3 000 m3/GWh en zonas donde el agua escasea. La mayoría de ellas consumen agua suficiente como para vaciar una piscina olímpica al día. Además, es necesario tener en cuenta que los lugares soleados donde la ESC funciona de la mejor forma posible suelen ser áridos. Por este motivo, ahorrar agua es una cuestión importante para garantizar que la ESC sigue siendo competitiva en términos económicos y de sostenibilidad. Para disminuir el consumo de agua en las centrales de ESC, el equipo del proyecto WASCOP, financiado con fondos europeos, desarrolló una solución integrada más flexible y adaptable. Este conjunto de herramientas se compone de distintas tecnologías innovadoras y estrategias optimizadas que enfrían los bloques de energía y limpian las superficies ópticas del campo solar. Según explica Delphine Bourdon, coordinadora del proyecto: «Esta solución integral proporciona una combinación eficaz de tecnologías adaptable a cualquier campo solar, configuración de refrigeración de bloques de energía y ubicación de la central de ESC. La innovación permite reducir el consumo de agua entre un 70 y un 90 % y mejorar de forma notable la gestión de agua en las centrales de ESC».

Optimizar los métodos de refrigeración y limpieza en los procesos de las centrales de ESC

Los socios del proyecto modelizaron los componentes del conjunto de herramientas relativos a las operaciones de refrigeración y limpieza. En cuanto se refiere a la refrigeración, estudiaron tecnologías como la expulsión retardada de calor mediante distintos métodos de almacenamiento de calor, un refrigerador híbrido húmedo/seco y un refrigerador versátil innovador. Se diseñaron y probaron prototipos funcionales de cada uno y, a continuación, se dotaron de modelos numéricos. Esto sirvió para predecir los ahorros de agua y energía posibles con cada tecnología, teniendo en cuenta los parámetros económicos de cualquier tipo de ubicación y configuración de central. Bourdon también explica que: «El agua consumida tradicionalmente por las operaciones de refrigeración de los bloques de alimentación se reduce en un 90 % y el rendimiento de las centrales refrigeradas en seco en condiciones de funcionamiento de alta temperatura es mayor». Para la limpieza, el uso de distintos tipos de prototipos de sensores de suciedad probados en el laboratorio muestra resultados prometedores, ya que se alcanzan niveles precisos de información sobre la suciedad. Estos datos, junto con la preparación del modelo desarrollado de ensuciamiento y el rocío, ayudarán a los propietarios de las centrales a ahorrar agua y programar las operaciones de los ciclos de limpieza de forma más práctica. Además, tecnologías de prevención del polvo que incluyen barreras antipolvo para los campos solares y recubrimientos antisuciedad para los vidrios de absorbedores y reflectores también presentan efectos notables después de su validación en condiciones de funcionamiento en exteriores. «Se espera poder realizar las operaciones de limpieza con agua en centrales de ESC que utilicen estas tecnologías con la mitad de frecuencia que sin ellas», explica Bourdon.

Enormes ahorros de agua, mejor generación de energía

El equipo de WASCOP probó y validó satisfactoriamente el conjunto de herramientas en condiciones reales en tres instalaciones de pruebas en Francia, España y Marruecos. Los miembros del equipo evaluaron los impactos técnico, económico y ambiental de todas las soluciones tecnológicas sobre las centrales de ESC. Los operadores y propietarios de las centrales, así como sus proveedores de servicios, ya han mostrado su interés en estas tecnologías. Bourdon concluye: «WASCOP ha permitido a los usuarios finales tener una visión más general del uso actual de agua en las centrales de ESC y las posibilidades de las tecnologías de ESC y sus aplicaciones. En el proyecto se han identificado distintas formas de mejora en general respecto al consumo de agua y sus posibilidades comerciales. Los resultados también contribuirán al desarrollo de la ESC renovable en zonas donde la competición para el acceso al agua con la población local se está haciendo importante».

Palabras clave

WASCOP, agua, ESC, central de ESC, energía, refrigeración, bloque de energía, campo solar, energía solar

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