El tamaño idóneo del helióstato está en función de la capacidad total que se pretenda obtener, en un inicio los helióstatos se construyeron hasta tener más de cien metros de área de reflexión, lo que aumentaba considerablemente los requerimientos estructurales, pero permita disminuir el número de mecanismos y electrónica para el seguimiento solar. Sin embargo, los actuales desarrollos en la tecnología electrónica, en comunicación y en metrología de localización, permiten proyectar una era de helióstatos medianos o pequeños, de fácil instalación, con controles más sencillos de instrumentar, de menor mantenimiento y por lo tanto más baratos. Todos estos aspectos mejoran la posibilidad de una participación importante de empresas nacionales en la producción de helióstatos ya que no se requerirá de sofisticadas tecnologías para su funcionamiento.

En la parte de desarrollo de receptores térmicos destacan los que funcionan con sales fundidas como fluido de trabajo y los volumétricos que utilizan el aire atmosférico. El receptor que es un dispositivo que es diseñado para recibir una gran concentración de fotones con la finalidad de convertirlos, ya sea en calor útil para un proceso, o para ser aprovechados en una reacción química. Los receptores son diseñados particularmente para cada aplicación. La ingeniería requerida para la optimización de los receptores se encuentra en etapa de desarrollo.

Un grupo industrial europeo, el consorcio PHOEBUS, está llevando a cabo un sistema basado en aire como fluido térmico. Los receptores para el paso de aire permiten la operación a temperaturas y presiones perceptiblemente más altas, pero presentan mayores pérdidas de calor comparadas con los receptores de agua-vapor. Por estas razones, el consorcio de PHOEBUS desarrolló un nuevo receptor solar operado con aire (technology solar air, TSA), que es un receptor de aire volumétrico que distribuye la superficie para el intercambio de calor sobre un volumen tridimensional y funciona a presión ambiente. Las ventajas más grandes de este sistema son su relativa simplicidad y seguridad. Esto lo hace ideal para los usos en países en vías de desarrollo.

Campo deHeliostatos

ReceptorPlanta de CicloPlanta de CicloCombinadoCombinado

Turbinade Gas Ciclo de Vapor

UnidadUnidadSolarSolar

Gas

Project SOLGATEReference: ENK5-CT-2000-00333Duration: 33 monthsTotal cost: 3.156.120 €EC funding: 1.498.772 €Status: To be finalized

Project SOLAIRReference: ERK6-CT-1999Duration: 54 monthsTotal cost: 3.312.110 €EC funding: 1.497.092 €Status: In ProgressPartners:- Instalaciones Abengoa (ES), Co-ordinator- Inabensa Solucar (ES)- CIEMAT (ES)- Deutsches Zentrum für Luft- undRaumfahrt (DE)- Heliotech Aps (DK)- Center for Research andTechnology–Hellas/Chemical ProcessEngineering Research Institute (EL)- IBERESE (ES)

Partners:- Ormat Industry Ltd (IL), - Instalaciones Abengoa (ES)- Inabensa Solucar (ES)- CIEMAT (ES)- Deutsches Zentrumfür Luft- und Raumfahrt (DE)

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Figure 1. Result picture and calibrated fluxmap out of a sequence of single moving bar images

Project SOLGATE

Las plantas de Torre Central de Sanlúcar (La Mayor) en Sevilla, España, con capacidades instaladas de 10 MWe, (inaugurada el 30 de marzo de 2007) y 20 MWe (esta última se puso en funcionamiento la segunda semana de Mayo de 2009).

Una planta de 17 MW está bajo construcción en Andalucía, España. La planta se llama SOLAR TRES y será la primera planta comercial de torre central de sal fundida en el mundo, es decir, la sal fundida será circulada en el receptor. Con un sistema del almacenaje de la sal fundida de 15 horas y un ciclo térmico de alta temperatura y alta eficacia, la planta generará 110.6 GWh/anulaes, equivalentes a 6500 h de la operación a carga plena o de un factor de planta de 74%. La planta tendrá un receptor central cilíndrico situado en una torre 130 m en altura. El área total del espejo es 298,000 m2 e incorporará un campo de 2590 helióstatos, cada uno con una área de 115 m2.

5. Sistemas de plato parabólico

Los sistemas de plato parabólico utilizan los espejos parabólicos con forma de plato, para concentrar y enfocar los rayos del sol sobre un receptor, que se monta sobre el plato del punto focal del plato. El receptor absorbe la energía y la convierte en energía térmica. Esta energía se puede utilizar directamente como calor para aplicarse para la producción de vapor en un ciclo termodinámico para producción de energía eléctrica o bien se puede transportar en electricidad en un generador local situado en el receptor.

Un sistema del plato-Stiling es una unidad independiente integrada por un colector, un receptor, y un generador Stirling. Trabaja recogiendo y concentrando la energía del sol con una superficie continua o de facetas, tiene un receptor que absorbe la energía y la transfiera al generador. El generador eléctrico convierte la energía mecánica en corriente eléctrica.

Los sistema de plato-Stirling utilizan comúnmente un sistema de seguimiento en dos ejes. Las razones de conentración se encuentran entre 600 y 30000, y alcanzan temperaturas superiores a 1500°C.

Estos sistemas se pueden acoplar a un ciclo Rankine, a un ciclo de Brayton, y sistemas Stirling(Schwarzbözl et al., 2000; Chavez et al., 1993).

5.1 Descripción sistemas de plato parabólico

Project EURODISHReference: JOR3-CT98-0242Duration: 38 monthsTotal cost: 1.665.531 €EC funding: 750.000 €Status: CompletedPartners:- Schlaich Bergermann und Partner (DE),Co-ordinator- Instalaciones Abengoa (ES)- CIEMAT (ES)- Deutsches Zentrum für Luft- undRaumfahrt (DE)- SOLO Kleinmotoren GmbH (DE)- MERO GmbH & Co. KG (DE)- Klein + Stekl GmbH (DE)

6. Sistemas de espejo tipo Fresnel

Linear Fresnel reflector

Sistema de concentración solar tipo reflector Fresnel (Bélgica)

67 < T < 267 OC 10 < C < 40

CHEMICAL THERMAL MECHANICAL

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Solar TRES

PS-10

Air Tech.

6. Sistemas de almacenamiento

Parabolic troughs Central Receiver Dish- Stirling

Power Operation temperature Annual capacity factor Peak efficiency Net annual efficiency

30-320 MW 390-500 ºC 23-50 % 20 % 11- 16 %

10-200 MW 565-800 ºC 20-77 % 18-23 % 15- 20 %

5-25 kW 750 ºC 25 % 29.4 % 12 - 25 %

Commercial status Technical risk Storage availability Hybrid designs

Commercial Low Limited Yes

Construction Low/Medium Yes Yes

Prototypes- demonstration High Batteries Yes

Cost k W installed

EURO/kW 2 300- - 2 500

2 500- - 2 900

5 000 - 8 000

Concentration Ratio ~75 suns ~200-1000 suns ~1000-3000 suns

6. Comparación entre sistemas

hybrid gas combined cycle

coal, fuel oil, or gas steam cycle

Dispatchability:

hybridization with gas or liquid fuels for extended Stirling or Brayton engine operation

thermal storage for peaking, load following, or extended operation

STPP or Concentrating Solar Power:Applications and Features

Manufacturing:

Relatively conventional technology (glass, steel, gears, heat engines, etc.) allows rapid manufacturing scale-up, low risk, conventional maintenance

Distributed Power

distributed, on-grid (e.g., line support)

stand-alone, off-grid (e.g., water pumping, village electrification)

kW's to MW’s

Dispatchable Power

utility peak and intermediate

high-value, green markets

10's to 100’s of MW's

Fossil Hybridization

12a noon 12a4a 4p8a 8p 12a noon 12a4a 4p8a 8p

6 hours of storage

LOCATION Cycle Solar Technology Solar Cap. MW Aperture [m²]Egypt Combined Cycle Trough 35 200’000India Combined Cycle Trough 35 200’000Mexico Combined Cycle Investor’s Choice >25 200’000Australia Combined Cycle CFLR 25 120’000South Africa Steam Cycle Tower 100 ?USA Steam Cycle Trough 50 ?Israel Steam Cycle Trough 100 500’000Spain Steam Cycle Trough (Andasol) 50 549’360Spain Steam Cycle Tower (PS10) 10-11 88’290Spain Steam Cycle Tower (Solar Tres) 15-17 240’000Italy Steam Cycle Trough (Molten salt) 40 451’215Argelia ..Marruecos ..

LOCATION Cycle Solar Technology Solar Cap. MW Aperture [m²]Egypt Combined Cycle Trough 35 200’000India Combined Cycle Trough 35 200’000Mexico Combined Cycle Investor’s Choice >25 200’000Australia Combined Cycle CFLR 25 120’000South Africa Steam Cycle Tower 100 ?USA Steam Cycle Trough 50 ?Israel Steam Cycle Trough 100 500’000Spain Steam Cycle Trough (Andasol) 50 549’360Spain Steam Cycle Tower (PS10) 10-11 88’290Spain Steam Cycle Tower (Solar Tres) 15-17 240’000Italy Steam Cycle Trough (Molten salt) 40 451’215Argelia ..Marruecos ..

ABENGOA

KfWFICHTNER

EEA/NREA

KJCWorld Bank

ONE

BOEINGDukeSolar

EHN

Ghersa

Solar Millennium

Solel

CFE RSCPL

BECHTEL

Update of STPP initiatives

CEPEL

ESKOM

NIROO

ENEA

SOLAR HEAT&POWER

Update of STPP projects under development

Referencias

Chavez, J.M., Kolb, G.J., Meineck, W., In: Becker, M., Klimas, P.C. (Eds.), 1993. Second Generation Central Receiver Technologies—A Status Report. Verlag C.F. Müller GmbH, Karlsruhe, Germany.

De Laquil, P., Kearney, D., Geyer, M., Diver, R., 1993. Solar-Thermal Electric Technology. In: Johanson, T.B., Kelly, H., Reddy, A.K.N., Williams, R.H. (Eds.) Renewable energy: Sources for fuels and electricity. Earthscan, Island Press, Washington DC, pp. 213–296.

Muller-Steinhagen, H., Trieb, F., 2004. Concentrating solar power: a review of the technology. Ingenia 18, 43–50.

Romero, M., Buck, R., Pacheco, J.E., 2002. An update on solar central receiver systems projects and technologies. J. Solar Energy Engin. 124 (2), 98–108.

Schwarzbözl, P., Pitz-Paal, R., Meinecke, W., Buck, R., 2000. Cost-optimized solar gas turbine cycles using volumetric air receiver technology. Proceedings of the Renewable Energy for the New Millennium, Sydney, Australia, pp. 171–177.