COMBUSTIBLES SOLARES Y PROCESOS INDUSTRIALES A ALTA TEMPERATURA

“Thermochemical HYDROgen production in a SOLar monolithic reactor: construction and operation of a 1MW PLANT” HYDROSOL-Plant


Participantes:APTL (Grecia), DLR (Alemania),), Hygear (Holanda), HELPRES (Grecia) and CIEMAT-PSA (España).
Contactos: Athanasios G. Konstandopoulos [agk@cperi.certh.gr] Alfonso Vidal, alfonso.vidal@ciemat.es
Financiación: 2.5 M€;  FCH-JU-2012.
Duración:Enero 1, 2014 - Diciembre 31, 2016

Background:El objetivo principal de este Proyecto HYDROSOL-PLANT es el desarrollo de la tecnología HYDROSOL, a partir de un proyecto de demonstración de una planta de 750 kW para la producción solar termoquímica de hidrógeno.

Objectivos:Los objetivos técnicos del trabajo propuesto dentro del proyecto  HYDROSOL-PLANT son los siguientes: Construir una planta de producción solar termoquímica de hidrógeno con una potencia de 750 kW para verificar la tecnología HYDROSOL . Operar la planta para producir H2 (> 3 kg/semana) y almacenarlo posteriormente in situ [1]. Finalmente, la propuesta está dirigida a realizar un estudio tecno económico para la explotación comercial de esta tecnología solar.

Resultados alcanzados en 2015:  Durante el año  2015, CIEMAT se ha centrado en la remodelación de la plataforma que albergara la planta dentro del paquete de trabajo 5. El receptor-reactor, formado por tres receptores, se instalará en la cota 28 de la citada plataforma, así como todo el equipamiento necesario. La planta 2ª (4 metros mas abajo) se utilizará para el resto de los componentes de la planta.   
En la Fig. 1 se muestra una fotografía de la plataforma después de los trabajos de remodelación. La parte frontal ha sido diseñada para albergar los tres receptores de acuerdo con la configuración final del receptor acordada por el Consorcio.

Un esquema de la configuración final del receptor de HYDROSOL aparece en la Fig.1.b. El reactor solar, cuyo esquema aparece en la figura, consiste en tres receptores cilíndricos ubicados en los vértices de un triángulo equilátero, cada uno de ellos dispone de una ventana de cuarzo y un colector CPC en su parte anterior.  El espacio entre los ejes ópticos de cada uno de los receptores se determinó en base a criterios, no solamente estructurales (espacio disponible en la torre) si no técnicos,  tales como optimizar el aprovechamiento de la energía incidente.

Fig. 1a. Fotografia de la parte frontal de la cota 28 - Fig. 1.b.  Configuración final del receptor

En el proyecto anterior, Hydrosol-3D, alrededor del 70% de la Energia incidente se pierde debido a factores como el desbordamiento y perdidas radiactivas en la superficie absorbente. [2]. Este aspecto reduce la eficiencia global en la producción de hidrógeno considerablemente. Durante este año, se ha finalizado un estudio de simulación para conseguir un flujo optimo sobre los tres focos que evite las perdidas por desbordamiento.

[1] Thermochemical solar hydrogen production integrated into a power plants—a case study on the performance and economy of a 19 MW solar thermal power plant.  A. Vidal. 21st SolarPACES Conference, 13 - 16 October 2015, Cape Town, South Africa.

[2] Test operation of a 100 kW pilot plant for solar hydrogen production from water on a solar tower. M. Roeb , J.-P. Sack, P. Rietbrock, C. Prahl , H. Schreiber ,M. Neises , L. de Oliveira, D. Graf , M. Ebert , W. Reinalter , M. Meyer-Grunefeldt , C. Sattler , A. Lopez , A. Vidal , A. Elsberg , P. Stobbe , D. Jones , A. Steele , S. Lorentzou , C. Pagkoura , A. Zygogianni , C. Agrafiotis , A.G. Konstandopoulos. Solar Energy 85 (2011) 634–644