NEVADA, ESTADOS UNIDOS.- En el desierto de Nevada, Ivanpah y Crescent Dunes utilizaron 300 helióstatos, torres solares y sales fundidas calentadas a 565 °C para generar energía incluso de noche, convirtiéndose en el complejo de energía solar concentrada más grande de Estados Unidos.
Cuando hablamos de energía solar, la imagen más común es la de paneles fotovoltaicos planos y estáticos que producen electricidad solo cuando brilla el sol.
Pero en Desierto de NevadaUna rara combinación de tecnologías llevó al país a probar un camino alternativo: energía solar concentrada (CSP), capaz de almacenar calor y producir electricidad incluso después del atardecer. Entre 2010 y 2018, los proyectos… Ivanpah e Dunas Crecientes, con el apoyo de Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE), Yo Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) y los inversores privados, se convirtieron en el grupo más grande de plantas de CSP en el país, utilizando más de 300.000 espejos, torres solares, receptores térmicos e sales fundidas a 565 °C
Ofrecer una alternativa al gas natural durante las horas punta.
A continuación, una explicación detallada de cómo funcionan estos proyectos, sus especificaciones técnicas, sus desafíos y por qué el modelo CSP de Nevada sigue siendo uno de los experimentos más audaces jamás realizados en energía renovable en Estados Unidos.
¿Qué es la energía solar concentrada (CSP) y por qué se eligió Nevada?
Según documentos de NREL y DOEUsos de la tecnología CSP helióstatos, espejos que se mueven automáticamente siguiendo al Sol para concentrarse radiación solar En un receptor situado en la parte superior de una torre. Este receptor transforma la luz solar en calor, lo que permite calentar agua, aceite térmico o sales fundidas.
El desierto de Nevada fue elegido por tres razones claras:
Alta exposición solar directa (DNI) — fundamental para la CSP, a diferencia de la fotovoltaica.
Amplias áreas planas disponibles, sin sombreado.
Proximidad a líneas de transmisión que conectan Nevada y California, donde el consumo es enorme.
Como resultado, el Estado se convirtió en un laboratorio natural para probar la tecnología.
El primer componente importante de este complejo fue el Sistema de generación eléctrica solar Ivanpahconstruido entre 2010 y 2014 cerca de la frontera entre Nevada y California. Según informes de DOEEl complejo:
Cuenta con 10.347 helióstatos
Dispone tres torres solares de 140 m de altura
Tiene una capacidad instalada de 392 MW
Ocupa aproximadamente 14 km² de superficie
Utiliza agua para generar vapor y mover turbinas (ciclo termodinámico tradicional).
Cada helióstato ajusta su ángulo cientos de veces al día, guiado por algoritmos de seguimiento solar. Todos los espejos reflejan la luz hacia la parte superior de las torres, donde el receptor calienta el agua a niveles capaces de generar electricidad, vapor sobrecalentado, que alimenta turbinas similares a las de las centrales térmicas convencionales. Es un modelo que sustituye el calor del gas o el carbón por el calor del sol.
El objetivo de Ivanpah era probar la viabilidad de generar energía solar a gran escala en horario del mediodíaEsto ocurre cuando el consumo industrial es alto y el gas natural suele dominar la combinación energética de California.
Dunas Crecientes: Cuando el sol alimenta las turbinas incluso de noche.
Si Ivanpah demostró que la CSP podía generar vapor directamente, entonces Proyecto de energía solar Crescent Dunesconstruido entre 2011 y 2015 Cerca de Tonopah, Nevada, buscaron resolver el problema más complejo de la energía solar: almacenamiento.
Según documentos del DOE y la empresa responsable, Crescent Dunes:
Utilizar 10.347 helióstatos
Dispone una torre de 195 m de altura
Tiene una potencia nominal de 110 MW
Utilizar sales fundidas a 565 °C para almacenamiento térmico
tiene un tanque caliente y un tanque frío Para controlar el calor
Fue diseñado para proporcionar Hasta 10 horas de electricidad después del atardecer.
Esta tecnología funciona así: los espejos reflejan la luz hacia el receptor en la torre, calentándolo. nitrato de sodio + nitrato de potasio Las temperaturas alcanzan cerca de los 565 °C. La sal caliente se almacena y, cuando es necesario, su calor se utiliza para generar vapor y alimentar turbinas.
Es el mismo principio que la energía térmica, pero con el sol como combustible y con almacenamiento integrado, algo que la energía fotovoltaica convencional no puede hacer sin baterías.
Sales fundidas a 565 °C: el corazón del almacenamiento solar térmico.
Os sales fundidas Son la parte más fascinante del sistema, ya que funcionan como un batería térmicaPoseen:
Alta capacidad térmica
baja volatilidad
Bajo coste por kWh de energía térmica
larga vida útil
Segundo o Sandia National Laboratories
Este tipo de sistema puede almacenar energía térmica mediante más de 30 años con una degradación mínima.
Esto permitió a Crescent Dunes suministrar electricidad a última hora de la tarde, precisamente cuando el consumo aumenta y la energía solar convencional disminuye.
Para el sistema eléctrico, esto resuelve el mayor cuello de botella de las energías renovables: disponibilidad.
¿Por qué la CSP es tan diferente de la energía solar fotovoltaica?
Mientras que la energía fotovoltaica (FV) transforma los fotones en electrones instantáneamente, la CSP transforma el Sol en calor, y el calor en energía mecánica, y la energía mecánica en electricidadEs un ciclo similar al de las centrales térmicas, las centrales nucleares y las turbinas de gas.
Ventajas estratégicas:
Lata almacenar energía durante horas sin pilas
Lata producir de noche
Lata Proporcionar energía despachablealineado con el consumo
Utilizar infraestructura termoeléctrica conocida
Las principales limitaciones:
Necesidad luz directa (despejado)
requiere área grande
Tem alto costo inicial
Por eso Nevada es ideal y las ciudades nubladas no lo son.
Energía, consumo e integración con California
El objetivo estratégico de estos proyectos era singular: proporcionar energía renovable a gran escala. para el mercado californiano, que tiene objetivos agresivos de descarbonización.
Como 392 MW en Ivanpah e 110 MW en Crescent DunesEl grupo superó 500 MW instalados en CSP, algo nunca hecho antes en los EE.UU.
A modo de comparación, las centrales eléctricas de este tamaño pueden satisfacer el consumo de decenas de miles de hogareso para aliviar la demanda industrial durante las horas punta.
Impactos ambientales y lecciones técnicas aprendidas
El DOE y el NREL destacaron tres lecciones importantes aprendidas:
La CSP opera a escala.Sí, pero requiere una planificación geográfica adecuada.
Almacenamiento térmico Es viable y puede competir con el gas natural durante las horas pico.
Los costos pueden disminuir con la estandarización, pero su adopción depende del precio del gas y la energía fotovoltaica.
También se produjeron impactos ecológicos y debates sobre la fauna local, especialmente las aves, ya que las torres térmicas pueden generar bolsas de aire caliente. A lo largo de los años se han realizado estudios ambientales y se han implementado medidas de mitigación.
¿Qué salió bien, qué salió mal y qué legado queda?
Ivanpah Esto demostró que las grandes plantas de CSP pueden operar de manera continua y participar en el mercado energético.
Dunas Crecientes demostró que el Obras de almacenamiento térmico con sales fundidas a escala comercial.
Pero también hubo desafíos:
Caídas en la demanda
Competencia con fotovoltaica + baterías
Altos costos iniciales
Problemas operativos en el receptor Crescent Dunes al inicio de las operaciones.
El mercado ha cambiado significativamente: entre 2013 y 2020, el precio de la energía fotovoltaica cayó más del 80% y las baterías de iones de litio ganaron popularidad. Esto cambió el enfoque de la CSP en EE. UU., a pesar de países como España, Marruecos, Emiratos Árabes Unidos y China haber ampliado sus parques.
El futuro de la CSP y el papel de Nevada en el panorama energético mundial.
Incluso con la competencia de la energía fotovoltaica, la CSP sigue siendo estratégicamente atractiva porque:
Almacena energía a bajo coste por kWh de energía térmica.
Opera como planta firmeno intermitente
Es capaz de sustituir a las centrales eléctricas de gas durante las horas punta.
Hoy en día, el legado de Nevada se extiende a otros países, principalmente China, los Emiratos y Marruecos, que ya operan plantas con almacenamiento térmico de varias horasincluyendo Noor Ouarzazate (Marruecos), uno de los complejos CSP más grandes del planeta.
Lo que demostró Nevada es simple e histórico: Es posible utilizar el sol como combustible térmico y entregar energía cuando el consumidor realmente la necesita, no sólo cuando hay sol.
AM.MX/fm
The post Transforman el desierto de Nevada en el mayor complejo solar concentrado de Estados Unidos appeared first on Almomento | Noticias, información nacional e internacional.
