Curso de Instalación y Mantenimiento de Plantas Solares Termoeléctricas

Junto a la energía solar térmica y a la fotovoltaica, la energía solar termoeléctrica (conocida también como energía termosolar o energía solar de concentración) permite el aprovechamiento de la energía solar; en este caso, se emplea para la generación de electricidad en plantas de gran potencia, con resultados equiparables a centrales de producción de energía convencional, pero con los beneficios medioambientales de las energías renovables.

Para ello, las centrales solares termoeléctricas se valen de lentes o espejos y dispositivos de seguimiento solar para la captación, concentración y transformación de la radiación solar en calor, a media-alta temperatura (desde 400ºC y hasta 2.000ºC), para su posterior transferencia a un fluido térmico caloportador. Ese fluido puede efectuar directamente el ciclo de conversión termodinámica, en el caso de que, por ejemplo, sea vapor o aire, o bien puede intercambiar su energía con los fluidos que se utilizarán en las turbinas o con otro fluido. Es el caso de aquellos sistemas que, como fluido primario, se valen de aceites térmicos que entregan su energía al vapor que moverá la turbina o a las sales fundidas que se emplearán como sistema de almacenamiento. Finalmente, una vez que se produce su expansión en las turbinas conectadas a alternadores, se genera electricidad para su inyección a la red de distribución.

Cuatro centrales termosolares españolas, entre las diez mayores del mundo

Dadas las características del país (especialmente en aquellas comunidades situadas al sur de la península), entre las que sobresale la abundancia de radiación solar, España es líder en cuanto a potencia instalada y en cuanto a capacidad tecnológica. De hecho, junto a EEUU, representa casi el 90 por ciento de la capacidad instalada a nivel mundial y cuatro de sus centrales se encuentran entre las diez mayores plantas termosolares del mundo:

• La Plataforma Solar Extremadura, de 200 MW, que, situada en la provincia de Cáceres (Extremadura), constituye el mayor complejo termosolar en Europa y una de las mayores plantas de su tipo en el mundo
• La Planta de Energía Solar Andasol, situada en Guadix (Andalucía), y que fue la primera planta de energía solar en Europa que utilizó un concentrador solar cilindro-parabólico con fines comerciales
• La Central de Energía Solar Solnova, de 150 MW, que está situada en Sanlúcar la Mayor (Andalucía)
• La Planta de Energía Solar Extresol, emplazada en Badajoz (Extremadura) y que se compone de tres unidades de 50 MW construidas en tres fases.

Tecnologías desarrolladas

Entre los distintos tipos de tecnologías, se han desarrollado tres: centrales de colectores cilindro-parabólicos (con relaciones de concentración solar de entre 30 a 80), centrales de torre (cuyos órdenes de concentración son de 200 a 1.000) y generadores solares disco-parabólicos, cuyo reflector absorbe la energía reflejada por los concentradores haciendo que el fluido del receptor se caliente a unos 750º.

El potencial, por tanto, está ahí y, dado el futuro que se le augura a la energía solar termoeléctrica, es un momento óptimo para formarse en este campo. No hay que olvidar, en este sentido, la apuesta de Europa, que se plasma en su Libro Verde, por impulsar políticas que favorezcan el uso de energías renovables, a fin de contribuir a reducir la dependencia de los hidrocarburos para la generación de energía.

A través de este curso de instalación y mantenimiento de plantas solares termoeléctricas, se busca capacitar a los alumnos para que puedan dar respuesta a las necesidades de este sector en auge, a fin de dotarles de las herramientas precisas para ocuparse con solvencia de la instalación y mantenimiento de este tipo de plantas energéticas.

Este curso capacitará al alumno para la instalación y mantenimiento de plantas solares termoelécticas. Para ello, conocerá:

• Las soluciones desarrolladas hasta la fecha y las líneas de investigación y desarrollo en las que se está trabajando
• Las ventajas económicas y medioambientales de esta fuente renovable de energía
• Criterios y métodos para la instalación y mantenimiento de este tipo de plantas energéticas

1. MODULO - Geometría y Radiación Solar
   1. Geometría y Radiación Solar
2. MÓDULO - Fundamentos de la energía solar termoeléctrica
   1. Introducción
      1. Problemática ambiental y papel de las energías renovables
      2. Tipos de aprovechamiento de la energía solar
      3. Historia y situación actual de la energía solar en España
      4. Energética y geometría solar
      5. Radiación directa y difusa: aparatos de medida
      6. El cinturón solar
   2. Sistemas termosolares de concentración
      1. Fundamento termodinámico de la energía solar termoeléctrica
      2. Ciclos termodinámicos aplicados a energía solar termoeléctrica
      3. Tecnologías termosolares: baja, media y alta temperatura
      4. Factor de concentración de la radiación solar
      5. Cónicas y cuádricas notables: propiedades geométricas
      6. Concentradores cilindro-parabólicos, lentes lineales de fresnel, captadores de disco y de torre central
      7. Chimeneas solares
   3. Helióstatos sistemas de seguimiento
      1. Orientación e inclinación de los captadores termoeléctricos
      2. Fundamentos del seguimiento solar
      3. Seguimiento en colectores cilindro-parabólicos
      4. Seguimiento en discos parabólicos y en centrales de torre
   4. Fluido caloportador de trabajo
      1. Características térmicas del fluido caloportador
      2. Fluidos utilizados en la actualidad
   5. Almacenamiento e hibridación de potencia
      1. Características y ventajas del almacenamiento térmico
      2. Tipologías de almacenamiento térmico
      3. Hibridación de centrales termosolares con otras tecnologías
   6. Conversión de potencia eléctrica y sistemas auxiliares
      1. Conductores, aislamientos y grupos de impulsión
      2. Compresores, soplantes y turbinas
      3. Valvulería industrial
      4. Intercambiadores de calor
      5. Conversión eléctrica: generador
      6. Regulación, control y monitorización de instalaciones termosolares
   7. Aspectos económico-financieros de la solar termoeléctrica
      1. Distribución de costes actuales y perspectivas de crecimiento
      2. Comparación de tecnologías
      3. Posicionamiento en el mercado eléctrico español
   8. Futuras líneas de I+D solar termoeléctrica
      1. Optimización de tecnologías y minoración de costes
      2. Generación directa de vapor
      3. Mejora de algoritmos de control: logística difusa
      4. Análisis exergético
      5. Aplicaciones adicionales: producción de hidrógeno
3. MÓDULO - Montaje, puesta en marcha y mantenimiento de instalaciones termosolares
   1. Tareas previas a la instalación
      1. La ejecución de obra
      2. Implicaciones legales de la firma de proyectos y direcciones facultativas de obra
      3. Materiales, herramientas y equipos necesarios
      4. Prolegómenos: comprobaciones y permisos previos
      5. Aprovisionamiento de componentes para la instalación
   2. Tareas de montaje de equipos
      1. Preparación del terreno
      2. Cimentaciones y hormigonados
      3. Estructuras metálicas
      4. Sistemas de reflexión-captación
      5. Accesos, viales y cerramientos
      6. Red de drenajes y canalizaciones
      7. Zanjas para cableado
      8. Montaje del resto de sistemas y pruebas hidráulicas
   3. Mantenimiento de instalaciones termosolares
      1. Planteamiento general
      2. Operación y mantenimiento de plantas termosolares: tipos y costes
      3. Subcontratación de tareas de operación y mantenimiento: ventajas y desventajas
      4. Dispositivos avanzados de inspección: termografía infrarroja y deflectometría óptica
      5. Limpieza de espejos: importancia clave de la tarea
      6. Degradación del fluido térmico: técnica de limpieza tipo "slushing"
      7. Control químico de centrales termosolares
      8. Otras incidencias adicionales de plantas termosolares