Estudio y revisión crítica de la planta solar termoeléctrica Arenales

Díaz de la Figuera, Iñigo (2021). Estudio y revisión crítica de la planta solar termoeléctrica Arenales. Proyecto Fin de Carrera / Trabajo Fin de Grado, E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Estudio y revisión crítica de la planta solar termoeléctrica Arenales
Author/s:
  • Díaz de la Figuera, Iñigo
Contributor/s:
  • Muñoz Antón, Javier
Item Type: Final Project
Degree: Grado en Ingeniería en Tecnologías Industriales
Date: February 2021
Subjects:
Freetext Keywords: energía, renovables, termosolar, generación, gestionabilidad, Arenales
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Ingeniería Energética
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

El sistema energético actual se encuentra en crisis. Su excesiva dependencia de los combustibles fósiles plantea dos grandes problemáticas que han de ser abordadas de manera urgente y global. Por un lado, las emisiones de gases de efecto invernadero y su efecto directo en el calentamiento global han llevado a nuestro planeta a una situación climática insostenible. Por otro lado, la seguridad de suministro en un futuro cercano no está garantizada. El aumento exponencial de la población y del consumo per cápita, junto al agotamiento de los combustibles fósiles hacen necesaria una reforma del sistema energético para que este pueda garantizar el acceso universal a una energía limpia, sostenible y asequible. En este contexto, parece evidente que las energías renovables han de desempeñar un papel protagonista. La transición energética ha de hacerse a través de una progresiva electrificación de los sistemas energéticos por medio de fuentes renovables. A lo largo de los últimos años, el abaratamiento sin precedentes de la energía eólica y fotovoltaica han eclipsado a las demás tecnologías de generación eléctrica renovable. No obstante, la mayor gestionabilidad de la energía solar termoeléctrica debido a su sistema de almacenamiento, su capacidad de implementación para usos térmicos y su posibilidad de hibridación le dan una especial relevancia. A pesar de que constituye una poderosa herramienta para llevar a cabo esta transición energética, la energía solar termoeléctrica ha de afrontar grandes retos para ponerse al nivel de las energía convencionales en cuanto a competitividad, gestionabilidad y producción. Es precisamente este potencial de mejora lo que motiva la realización de este trabajo. Arenales es una central termoeléctrica de 50MW situada en Morón, en la provincia de Sevilla. Su construcción, como la de la mayoría de las centrales solares termoeléctricas en nuestro país, fue motivada por las primas que concedía la legislación del momento a través del RD661/2007, actualmente derogado. El análisis crítico que se va a acometer en este trabajo tiene como finalidad analizar como la legislación del momento y otros posibles agentes externos influenciaron el diseño de la planta, para poder así proponer mejoras con el fin de optimizar su funcionamiento, tanto en términos de costes como de producción. Para ello, se ha utilizado la herramienta de simulación SAM (System Advisory Model) que nos ha permitido modelizar distinto supuestos variando los principales parámetros de diseño de una planta de colectores cilindro-parabólicos y comparar los resultados obtenidos. En vista de los resultado obtenidos, llegamos a la conclusión que el diseño de Arenales era el adecuado para las condiciones que le imponían los agentes externos: una potencia máxima de 50MW, un terreno de 220 hectáreas y la situación tecnológica de la energía termosolar del momento, en la que los sistemas de receptor central y lineares Fresnel no gozaban de la madurez actual. La elección de la potencia de diseño de una central termosolar ha de ser una solución de compromiso entre el LCOE y la producción anual. En el caso de Arenales si se mantienen el sistema de almacenamiento y el campo solar constantes, se comprueba que la elección de la potencia de diseño es la adecuada. Sin embargo, si no tuviésemos en cuenta las restricciones de terreno, se observa que para la potencia impuesta de 50MW se hubieran obtenido mejores resultados aumentando el campo solar, obteniéndose así una reducción del LCOE del 3.25% y un aumento del 20% de la producción. En cuanto a la elección de la capacidad de almacenamiento, ocurre algo similar que con la potencia de diseño, es una solución de compromiso entre los costes y la producción energética. El diseño actual opta por maximizar la producción en detrimento de una reducción de costes, pero dentro de unos márgenes razonables por lo que su elección no ha de ser modificada. Finalmente, en cuanto a la elección de la tecnología utilizada. El desarrollo de los sistemas de receptor central y los lineares Fresnel han desplazado parcialmente a la tecnología CCP. Tras varias simulaciones se ha comprobado que tanto manteniendo las restricciones de terreno como si no, los sistemas de Receptor central ofrecen una considerable reducción del LCOE. En definitiva, el diseño de Arenales fue el adecuado teniendo en cuenta el contexto legal y tecnológico en el momento de su construcción. Además, otros factores como la indisponibilidad de una mayor superficie de terreno han minado su eficiencia y capacidad de producción. Sin tener en cuenta estos condicionantes y para una potencia de 50MW se propondría un aumento del campo solar y una cambio de tecnología por la de Receptor central. A pesar de la introducción de todas estas mejoras, es posible que la energía solar termoeléctrica no sea capaz de competir contra la energía eólica y fotovoltaica en el campo de la generación eléctrica debido a la diferencia en sus costes tanto de inversión como de mantenimiento. Por ello, debe estudiarse la aplicación e implementación de esta tecnología para usos alternativos en la industria.

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Item ID: 66164
DC Identifier: https://oa.upm.es/66164/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:66164
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 19 Apr 2021 08:35
Last Modified: 16 Jun 2021 22:30
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