Gemasolar, la planta solar a escala comercial, más innovadora del mundo

Desarrollada por Torresol Energy, cuenta con un receptor central de torre que focaliza la energia solar recogida por los heliostatos y un sistema de almacenamiento de sales fundidas para incrementar el tiempo de producción de esta innovadora instalación

La empresa Torresol Energy, promotora y operadora de plantas de energía solar por concentración ha puesto en funcionamiento, en la localidad sevillana de Fuentes de Andalucía, la planta Gemasolar. Es la primera planta del mundo en aplicar, a escala comercial, de esta novedosa tecnología.
Torresol Energy es una joint venture entre el grupo de ingeniería y tecnología SENER y la compañía de energías renovables de Abu Dabi, Masdar.

Principales características del diseño

Gemasolar es la primera planta comercial de energía solar por concentración con tecnología de receptor central de torre y sistema de almacenamiento en sales fundidas, con una eficiencia significativamente superior a la de otras plantas solares termoeléctricas actualmente en operación comercial. Entre sus numerosas innovaciones destacan el receptor de sales fundidas, el mecanismo de apunte de heliostatos o el sistema de control.
El sistema de almacenamiento le permite continuar produciendo electricidad durante 15 horas sin sol, esto es, por la noche o con tiempo nublado. Gracias a esta capacidad de almacenamiento, una fuente limpia como la energía solar se puede convertir en gestionable, al ser capaz de suministrar a la red en función de la demanda.
Esta planta supone, por tanto, un punto de partida dentro de la estrategia de reducción de costes en el sector de la energía solar térmica, un objetivo clave de Torresol Energy para convertir esta energía limpia en una firme alternativa a las energías fósiles.
Gemasolar, una planta de 19.9 MW de potencia, es capaz de suministrar 110 GWh al año, que equivale a abastecer a 27.500 hogares; reduciendo en más de 30.000 toneladas al año las emisiones de CO 2 , al evita la necesidad de quemar 89.000 toneladas de lignito al año o de importar 28.600 toneladas de petróleo al año, (217.000 barriles) que es el consumo de una central tradicional y cuyo coste es de 25 millones de dólares con los precios de crudo de hoy.
El proyecto Gemasolar de Torresol Energy ha sido financiado con 171 millones de euros en una transacción participada por varias instituciones financieras líderes en Europa, entre ellas Banco Popular, Banesto, Instituto de Crédito Oficial (ICO) y el Banco Europeo de Inversiones.
La tecnología más innovadora de Gemasolar han sido desarrollada por SENER. Esta compañía ha sido responsable de liderar el contrato “llave en mano” (o EPC) y los trabajos de puesta en marcha de la planta, así como de suministrar la tecnología y de llevar a cabo la ingeniería básica y de detalle del proyecto.

Funcionamiento del sistema

La energía solar por concentración emplea la radiación solar directa: concentra los rayos del sol, mediante espejos, en un punto por el que circula un fluido, cuyo calor sirve a su vez para generar vapor de agua que mueve una turbina. En las plantas de torre central , los heliostatos (espejos planos) reflejan la radiación solar en un receptor situado en lo alto de una torre y por el que circula el fluido .
En esta innovadora planta desarrollada con tecnología de SENER este fluido , caliente, además de generar vapor, sirve también para almacenar el excedente de calor en tanques de sales de nitrato fundidas. En la torre, las sales se emplean directamente como fluido de absorción calórica: circulan desde el tanque frío, mediante bombeo, hasta el receptor en lo alto de la torre, donde se calientan hasta alcanzar 565ºC y bajan así al intercambiador de calor para generar vapor de agua. En momentos de sobre-energía, en los que la radiación calórica recibida es más que suficiente para cubrir la demanda de la turbina, parte de esas sales se almacena en un tanque caliente, capaz de conservar el calor para utilizarlo en momentos de baja radiación solar, cuando no se recibe suficiente calor como para generar vapor directamente. Las sales almacenadas se encargan entonces de suministrar ese calor y seguir generando vapor.

Componente de la central: campo solar

El campo solar se compone de 2.650 heliostatos, cuyo ensamblaje se realizó en apenas 7 meses. Estos heliostatos están distribuidos en anillos concéntricos alrededor de la torre (el más alejado está situado, aproximadamente a 1 km).
Cada heliostato consta de una superficie de espejos de 120 m 2 que es orientada de forma continua a lo largo del día en función de la posición del sol y las condiciones meteorológicas (viento, nubes, etc.). Esta técnica de concentración solar requiere de un alto grado de precisión de focalización para su correcto funcionamiento y que se consigue mediante el mecanismo de accionamiento (de dos ejes) que incorpora cada heliostato.
Los mecanismos se caracterizan por su elevada precisión, alta capacidad de carga, bajo mantenimiento, fiabilidad y larga vida útil. Dichos mecanismos, por su número, efecto en el funcionamiento de la planta y su consecuente impacto en la producción energética, son un componente crítico para este tipo de plantas de receptor central de torre.
En Gemasolar, SENER ha diseñado, fabricado y suministrado el mecanismo de actuación.
El completo suministro para Gemasolar ha sido posible gracias a las nuevas instalaciones de Integración y Ensayos de SENER y al equipo de profesionales que han abordado picos de producción superiores a 400 unidades mensuales.      
Gemasolar se beneficia también de las sólidas relaciones de Masdar con Emiratos Árabes Unidos y de los estrechos lazos de SENER con España.

Torre y receptor central

La torre de Gemasolar, de 140 metros de altura, cuenta con un elemento singular: un receptor cilíndrico de alta eficiencia, ubicado en lo alto de la torre, que ha sido diseñado y patentado por SENER.
El receptor de Gemasolar es capaz de absorber el 95% de la radiación del espectro solar y transmitir esta energía al compuesto de sales fundidas que circula por su interior.

Principales ventajas de Gemasolar

Se pueden resumir en estos apartados:

-Capacidad de almacenamiento de alta temperatura:
•  Gracias al sistema de almacenamiento, la operación de la turbina no se ve afectada inmediatamente por una nube o un fuerte viento repentino. Una nube afectará a la producción unas 6-15 horas después.
•  La turbina no se detiene cada noche, lo que alarga su vida útil.
•  La producción eléctrica de la turbina es gestionable. Se puede escoger el momento en que se suministra a la red, bien durante la noche o en los momentos de mayor demanda.
•  Se maximiza el rendimiento de la planta. En Gemasolar, se espera alcanzar una producción de 6.450 h/año, lo que maximiza los beneficios.

- Bajo riesgo operacional:
•  No hay sistema móvil de tuberías ni aceite térmico.
•  Todos los fluidos se concentran en una misma área, lo que reduce las pérdidas térmicas y los costes de mantenimiento.
•  El mismo fluido se emplea para almacenamiento y como fluido de transferencia térmica, por lo que hay menos intercambio de calor.

- Un ciclo de mayor eficiencia:
•  Las sales fundidas alcanzan mayor temperatura, lo que maximiza la eficiencia termodinámica.

Premios y reconocimientos

Gemasolar ha despertado un gran interés por parte de autoridades políticas nacionales y extranjeras: representantes de los gobiernos de la UE, EE UU, Australia y la Liga Árabe que han querido visitar sus instalaciones durante las fases de construcción o informarse sobre su desarrollo. De hecho, su repercusión social e industrial ha sido tan destacada que la planta fue inaugurada por dos casas reales: Su Majestad el Rey de España, Don Juan Carlos I y Su Alteza Real el Jeque Mohamed bin Zayed Al Nahyan, Príncipe Heredero de Abu Dabi, presidieron esta inauguración.
Igualmente, Gemasolar ha sido reconocida por diversos premios nacionales e internacionales, desde el premio US CSP Today en la categoría de ‘Innovación solar térmica', a los premios europeos CSP Today, donde Torresol Energy fue premiada en las categorías ‘Mejor tecnología comercializada en 2011' y ‘Desarrollo de proyecto más eficaz en 2011' (‘ Commercialized technology innovation 2011 ', ‘ Most effective project development 2011 ') gracias a esta innovadora planta.
Gemasolar fue también finalista en los Premios Europeos de Energía Sostenible 2011, en la categoría de Producción, que premia aquellos proyectos que implican la generación de energía renovable o la producción eficiente de energía. Además, su actividad en el municipio de Fuentes de Andalucía ha contribuido a que este consistorio reciba el Reconocimiento Tecnologías Limpias en la XVII edición de los premios Ones Mediterrània que concede cada año la fundación Mediterrània-CIE. Por último, SENER ha recibido dos premios gracias a Gemasolar: el premio final en los prestigiosos galardones European Business Awards 2011, en la categoría de Innovación, y el Premio Europeo de Medio Ambiente a la Empresa - Sección Vasca por este mismo proyecto, que ha competido en la modalidad de Proceso para Desarrollo Sostenible.

Las relaciones con la comunidad local

Desde los inicios de este proyecto, Torresol Energy ha mantenido una estrecha colaboración con el Ayuntamiento de Fuentes de Andalucía, así como con los agentes sociales de la comunidad local, que se ha materializado en iniciativas para fomentar la cultura de las energías renovables en el municipio, a través de eventos, ponencias, concursos escolares, visitas guiadas a la planta... Además, este proyecto de energía renovable ha creado cerca de 1.800 empleos directos durante su construcción y cuenta con 50 puestos de trabajo cualificados para su operación y mantenimiento. Más de la mitad de esos puestos de trabajo se han cubierto con habitantes del municipio sevillano, que han vivido intensamente todo el proceso de construcción de Gemasolar.
Fiel a su compromiso fundacional de proteger el medioambiente para las generaciones futuras, Torresol Energy ha querido ser, a través de Gemasolar, un agente activo en el desarrollo sostenible de Fuentes de Andalucía. Esta misma filosofía se puede aplicar en todos sus proyectos, tanto en las plantas Valle 1 y Valle 2, cuya construcción avanza en San José del Valle, en Cádiz, como en los proyectos de futuro de la compañía.

SENER
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