211service.com
Mezcla de energía solar con carbón para reducir costos
Un proyecto que agregará energía solar a una planta de energía de carbón podría reducir la cantidad de carbón necesaria para generar electricidad y reducir drásticamente el costo de la energía solar.
Visión solar: Una representación de una matriz solar propuesta en el sitio de una planta de carbón cerca de Grand Junction, CO.
El acercamiento, anunciado por Abengoa Solar , con sede en Lakewood, CO, y Xcel Energy , La empresa de servicios eléctricos más grande de Colorado, facilitaría que las empresas de servicios públicos en estados soleados como California cumplan con los inminentes requisitos estatales de energía renovable.
El proyecto involucrará la construcción de una serie de espejos parabólicos diseñados para concentrar el calor del sol y usar ese calor para ayudar a producir el vapor que impulsa las turbinas y generadores de la planta de carbón, generando electricidad. Estos espejos se han utilizado durante décadas para generar electricidad en plantas de energía solar concentrada independientes, también llamadas plantas termosolares, que actualmente son la fuente más barata de energía solar. Pero emparejar los espejos de concentración con una planta de energía de carbón ofrece una manera de abaratar aún más este tipo de energía solar porque una gran parte del costo de una planta termosolar es el equipo para convertir el calor en electricidad. El proyecto de Abengoa Solar utilizará calderas, turbinas, generadores, etc. existentes, reduciendo este coste.
Lo atractivo de esto es que solo tienes que comprar la parte del campo solar de la planta, que es del 50 al 60 por ciento del costo de la planta, dice Hank Price, director de tecnología de Abengoa Solar. Eso podría hacer que la energía solar térmica sea entre un 30 y un 50 por ciento más barata, según varias estimaciones. Eso equivaldría a un rango de alrededor de seis a 12 centavos por kilovatio-hora, que es competitivo con muchas fuentes convencionales de electricidad. Es potencialmente la forma más rentable de obtener una cantidad significativa de energía solar en la red, dice.
En el nuevo proyecto, debido a que los colectores cilindro-parabólicos no generan temperaturas suficientemente altas, el calor que producen no se alimentará directamente a las turbinas. En cambio, se utilizará para precalentar el agua que se introducirá en las calderas de la planta de carbón, donde se quema carbón para convertir el agua en vapor. Por lo general, este precalentamiento se realiza extrayendo algo de vapor generado por carbón. Con el nuevo diseño, se puede dirigir más vapor a la turbina para generar electricidad. El efecto neto es que se usa menos carbón para generar una cantidad determinada de electricidad, y el sistema aumentado reduce las emisiones de dióxido de carbono tanto como una planta termosolar independiente con el mismo tamaño de matriz, pero a un costo mucho menor, dice Craig Turchi, ingeniero senior del programa de energía solar concentrada en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable en Golden, CO.
Esta no será la primera vez que se combinen la energía solar térmica y los combustibles fósiles. Se han construido varias plantas termosolares con gas natural como fuente de energía de respaldo para que, entre otras cosas, se pueda mantener la producción en días nublados. Pero la integración de la energía solar térmica con las centrales eléctricas existentes tiene un par de ventajas. El primero es el ahorro de costos que proviene del uso de turbinas y generadores existentes. Una segunda ventaja es el potencial para operar con mayor eficiencia. Las turbinas y los generadores de las plantas termosolares están optimizados para funcionar a las temperaturas generadas por los espejos parabólicos (al menos en los diseños actuales), que son más bajas que las generadas en las plantas que funcionan con combustibles fósiles, aproximadamente 400 ° C frente a 500 ° C o más alto. El uso de turbinas de mayor temperatura en las plantas de carbón da como resultado una mayor eficiencia: alrededor del 45 por ciento de la energía del calor generado por el carbón y los concentradores solares combinados se convierte en electricidad, en comparación con solo el 38 por ciento del calor con una energía solar típica. Planta Térmica.
Otro enfoque para la integración de la energía solar con plantas de combustibles fósiles se está adoptando en proyectos en el norte de África, dos de los cuales están siendo construidos por la empresa matriz de Abengoa Solar, Abengoa, con sede en España. En estos proyectos, el calor solar térmico se alimenta a plantas de ciclo combinado alimentadas con gas natural diseñadas teniendo en cuenta la entrada solar. Una turbina se enciende mediante gases que se expanden a medida que se quema el gas natural, y el calor generado por la combustión del gas natural se utiliza para producir vapor que impulsa una segunda turbina. El calor solar-térmico se utiliza para ayudar a generar este vapor, mejorando la eficiencia general de la planta.
Aunque estos enfoques ofrecen una forma de reducir el costo de la energía solar, su alcance será limitado. A lo sumo, la contribución de la energía solar en las plantas existentes probablemente no será más del 10 al 15 por ciento de la electricidad producida, dice Turchi. Para el proyecto de Colorado, que es un proyecto de demostración relativamente pequeño, la participación será más como el 3 por ciento, aunque esto puede aumentarse instalando una mayor variedad de espejos. Es más, las únicas plantas de carbón que se pueden aumentar con energía solar son las que se encuentran en áreas soleadas con suficiente terreno cercano para acomodar los conjuntos de espejos.