Las instalaciones del proyecto DUKE (Durchlaufkonzept. Entwicklung und Erprobung; traducible al castellano por Concepto Un-solo-paso. Desarrollo y Demostración) han sido construidas -informa Ciemat- para continuar con la investigación sobre la tecnología de Generación Directa de Vapor (GDV) para plantas solares con captadores solares cilindroparabólicos, aplicando el modo de operación denominado “Un-solo-paso”. El proyecto DUKE constituye "una etapa más en la ya larga y fructífera colaboración que mantiene el Ciemat con la agencia aeroespacial de Alemania (DLR) en el ámbito de los sistemas solares de concentración y, en particular, en la tecnología GDV". Según explica el Ciemat, mediante la tecnología GDV, el vapor de alta presión y temperatura que necesita el bloque de potencia de la central termosolar para generar electricidad es producido directamente en los propios captadores solares, convirtiendo el agua líquida en vapor sobrecalentado conforme circula por los tubos receptores de los captadores solares, lo que elimina la necesidad de usar aceite térmico como fluido intermedio de transferencia de calor entre el campo solar y el bloque de potencia de la central.
Investigación para la reducción del coste de producción del kilovatio eléctrico de origen termosolar
Hasta ahora -continúa el Ciemat- se había demostrado la viabilidad del proceso GDV utilizando un separador agua líquida/vapor entre las secciones de evaporación y sobrecalentamiento de cada fila de captadores dentro del campo solar, lo que se conoce como modo de operación en “recirculación”. Con la nueva instalación experimental se estudiará la viabilidad del proceso GDV sin utilizar dicho separador, esto es, conectando directamente la salida de la sección de evaporación con la entrada de la sección de sobrecalentamiento, lo que se conoce como modo de operación en “Un-solo-paso”, el cual constituye "una opción muy interesante para reducir el coste de la electricidad producida mediante centrales termosolares con captadores cilindroparabólicos".
Veinte años
El Ciemat y el DLR promovieron en 1994 el desarrollo del programa tecnológico DISS (Direct Solar Steam, Vapor Solar Directo), que permitió la construcción en las instalaciones de la Plataforma Solar de Almería de la primera planta GDV experimental a escala real en el mundo. Los ensayos llevados a cabo en la planta DISS -explica el Ciemat- demostraron la fiabilidad de la tecnología GDV para producir vapor sobrecalentado a 100 bar y 400ºC con captadores cilindroparabólicos. Ahora, dentro del proyecto DUKE, "se ha modificado y ampliado la planta DISS original para aumentar su potencia nominal y poder evaluar la viabilidad de la generación directa de vapor a 100 bar y 500ºC. Estas instalaciones son pues "un paso más en esta larga y fructífera colaboración entre Ciemat y DLR para convertir la tecnología GDV en una opción comercialmente disponible".
Casi cuatro millones de euros
Así las cosas, con la inauguración de las instalaciones DUKE -señala Ciemat- "se pone fin a la fase de diseño y construcción, dando comienzo la campaña de ensayos que se realizará para estudiar las cuestiones técnicas asociadas a la generación directa de vapor a 100 bar y 500ºC, sin separadores agua líquida/vapor en el campo solar". Dicha campaña de ensayos va a ser realizada también por DLR y Ciemat. La aportación alemana asciende a 2,5 millones de euros, del Ministerio de Medio Ambiente, Conservación de la Naturaleza y Seguridad Nuclear de Alemania, más un millón de euros aportados por DLR; el Ciemat aporta 400.000 de euros. La finalización de las actividades del proyecto DUKE está prevista para 2014, con la conclusión de la campaña de ensayos.
La otra inauguración
También ayer se inauguró oficialmente en la Plataforma Solar de Almería la estación meteorológica para tecnologías solares Metas (Meteorological Station for Solar Technologies), como fruto del reciente acuerdo de colaboración firmado entre DLR y Ciemat en 2012. El objetivo de estas instalaciones es el desarrollo conjunto de actividades relacionadas con la medida y caracterización de la radiación solar para su aprovechamiento energético. La caracterización de la radiación solar en la PSA-Ciemat aborda, entre otros, las relaciones entre las distintas componentes de la radiación solar, el desarrollo y evaluación de dispositivos de bajo coste para la estimación de la atenuación atmosférica, desarrollo y mejora de modelos de estimación de la radiación solar, análisis de la distribución espectral de la radiación solar en diferentes condiciones, así como el ensayo y validación de normas de calibración para radiómetros solares.
Un cuarto de siglo apuntando todo lo que cuenta el sol
Operativa desde 1988, la estación meteorológica de la PSA -informa el Ciemat- "registra sistemáticamente las distintas componentes de la radiación solar integrada (global, directa y difusa), irradiancia espectral, intercambio radiativo de onda larga así como las principales variables meteorológicas (presión, humedad, temperatura, …); toda la instrumentación empleada cumple con los más exigentes requisitos de calidad". Esta estación es además miembro de la Baseline Surface Radiation Network (referente mundial en la medida de la irradiancia solar) de la Organización Meteorológica Mundial. La nueva instalación dependiente del DLR que forma parte de Metas cuenta con instrumentación complementaria a la estación meteorológica de la PSA-Ciemat. Así, concluye la nota difundida por el centro, "conviene destacar, entre otros, un ceilómetro, un sistema lídar y un fotómetro solar Cimel incluido en la red Aeronet de medida de aerosoles atmosféricos. Las capacidades que esta estación añade a las ya existentes posibilitarán un mejor conocimiento de la atenuación atmosférica y la evolución de la cubierta nubosa, información crucial para operación y eficiencia de las centrales solares de concentración (CSP)".
