UNIDAD DE SISTEMAS SOLARES DE CONCENTRACIÓN

Soluciones termosolares para integración en procesos industriales (SOLTERMIN)


Participantes: CIEMAT-PSA
Financiación: Ministerio de Economía y Competitividad (Programa RETOS. Convocatoria 2017)
Referencia: ENE2017-83973-R
Duración: Enero 2018 – Diciembre 2021
Motivación:
El desarrollo e implantación comercial de la energía termosolar de concentración ha experimentado un crecimiento vertiginoso en los últimos años. Actualmente ya hay más de 5 GWe instalados en el mundo para la producción de electricidad.
Sin embargo, este despliegue comercial no ha sido tan relevante para el aporte de energía térmica de origen solar en la industria, donde el mercado potencial es enorme. Según estudio publicado en 2015 por la Agencia Internacional de la Energía (IEA) y la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), mirando al año 2030 existe un potencial técnico para suministrar alrededor de 4,17 millones de GWh de energía con sistemas solares térmicos.
En el mundo, más del 66% del consumo energético total en el sector industrial se dedica a procesos de calor industrial, y el 50% de este consumo de energía térmica tiene lugar por debajo de los 400°C. Existen áreas de aplicación por ejemplo en los sectores de la alimentación, textil, maquinaria y papel donde las temperaturas requeridas son inferiores a 250ºC y por tanto resulta interesante considerar el uso de tecnologías solares de concentración de foco lineal con relación rendimiento/coste adecuada a los requerimientos energéticos/económicos en estos casos. Pero hay también otros sectores industriales de interés, como por ejemplo los sectores metalúrgico y cerámico, que requieren temperaturas muy superiores a 400°C, donde también los sistemas solares de alta concentración pueden trabajar sin problemas.
Estas necesidades han motivado el desarrollo de este proyecto de investigación que comprende actividades relacionadas con desarrollo optimizado para desarrollo de sistemas compactos del concentrador solar y el receptor solar, y análisis de integración de sistemas completos en procesos industriales particulares, que constituyen los casos de estudio considerados. 
Objetivos:
Los objetivos generales de este proyecto son avanzar en el desarrollo de soluciones compactas y optimizadas de tecnologías energéticas termosolares de concentración adecuadas para el suministro de calor en procesos industriales.
Los objetivos específicos del proyecto son:

  • Diseño y desarrollo de un prototipo de captador lineal Fresnell compacto adecuado para su utilización en aplicaciones a calor de proceso de pequeña y mediana potencia, hasta 300°C.
  • Estudio de la integración de sistemas con captadores lineales Fresnell en la industria: a) en un proceso de la industria de alimentación/bebidas y, b) en una planta de desalación con destilación multiefecto con termocompresión por eyectores de vapor.   
  • Desarrollo de dos soluciones de heliostatos innovadores para sistemas de receptor central en el concepto multitorre, y estudio de innovaciones en el diseño de receptores volumétricos.
  • Estudio de un sistema mini-torre solar integrado en sistema de cogeneración mediante acoplamiento a un ciclo Brayton y aprovechamiento de calor residual para alimentar una planta de destilación multiefecto.