Los costes de instalación disminuyen gracias a las innovaciones en los helióstatos
Los diseños innovadores, el software inteligente y los métodos de instalación con ensamblaje previo de helióstatos reducen los costes de material y fuerza de trabajo al tiempo que las licitaciones competitivas ponen presión sobre los márgenes de suministro, aseguran expertos del sector.
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El coste medio teórico de generación de electricidad (LCOE, por sus siglas en inglés) calculado para las centrales de CSP cayó de unos 210 $/MWh en 2010 a 120 $/MWh en 2015, según datos de la iniciativa SunShot del Departamento de Energía de los EE. UU.
La iniciativa SunShot estableció un objetivo de LCOE de 60 $/MWh de aquí a 2020 y estas reducciones en los costes requerirán mejoras en el rendimiento de todos los subsistemas en el interior de las centrales de CSP.
El despliegue de torres solares —el segmento tecnológico de CSP más activo— proporciona numerosas oportunidades para adquirir nuevos conocimientos y propiciar mayores reducciones en los costes.
La Autoridad para la Electricidad y el Agua de Dubái (DEWA, por sus siglas en inglés) pretende lograr costes de 80 $/MWh para su primer proyecto CSP de torre, el cual se encuentra actualmente en proceso de licitación.
Aunque la capacidad instalada de CSP en la actualidad está gobernada por los sistemas cilíndrico-parabólicos, los datos del Global Tracker de CSP Today muestran que las torres solares suman casi la mitad de la capacidad global en construcción y un 70 % de los proyectos en desarrollo.
Capacidad global de CSP: torres solares frente al sistema cilíndrico-parabólico
Fuente: CSP Today Global Tracker (según datos de marzo de 2017)
El crecimiento reciente en el despliegue de torres termosolares se debe principalmente a su capacidad de lograr temperaturas más altas que las otras tecnologías de CSP, lo que incrementa la eficiencia de la central y propicia unos costes de almacenamiento menores.
En un plazo de tres años, la tecnología CSP con entre 7 y 8 horas de almacenamiento podría suministrarse a un coste “por debajo de los 10 cts./kWh [100 $/MWh]”, partiendo de que se construyen 1,4 GW en China y 2 GW en el resto del mundo, según ha contado Paddy Padmanathan, presidente y director general de ACWA Power, a New Energy Update.
Estas reducciones en los costes tendrían origen en las innovaciones tecnológicas y en la presión sobre los precios proveniente de la competencia en la cadena de suministro, ha dicho Padmanathan.
Está previsto que las ofertas competitivas hagan caer los precios en la última licitación de Dubái. La DEWA ha recibido 30 manifestaciones de interés para su proyecto de torre CSP y “se rumorea que se ha preseleccionado a cinco o seis consorcios” para la licitación, según declaró la Asociación del Sector Solar de Oriente Próximo en un informe el mes pasado.
Campo solar
Los campos de helióstatos pueden representar hasta un 50 % de la inversión de capital para las centrales de torre de CSP y los nuevos diseños y métodos de ensamblaje están recortando los precios.
“Los helióstatos son el principal foco de atención en los esfuerzos por reducir los costes. Se pueden ensamblar lejos de los emplazamientos o utilizar materiales más baratos y ligeros en el diseño”, ha explicado Parthiv Kurup, analista de costes y sistemas en el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL, por sus siglas en inglés), a New Energy Update.
Los promotores pueden recortar los costes de mano de obra mediante el ensamblaje de los helióstatos en una fábrica y su transporte previamente preparados al emplazamiento, en vez de montarlos allí, dijo.
Un estudio reciente de la NREL sobre CSP halló que el coste de instalación de los campos solares había caído de 170 $ por metro cuadrado en 2015 a entre 140 y 150 $ por metro cuadrado en 2016.
“Esto hunde sus raíces en la mejora del diseño, un aumento del ensamblaje antes de transportarlo al emplazamiento y una mayor adquisición de conocimientos en el sector”, aseguró Kurup.
El helióstato Stellio de SBP Sonne es uno de los últimos ejemplos de diseño mejorado. Su forma pentagonal disminuye la sombra en el campo solar y el sistema utiliza un software inteligente para potenciar la eficiencia operativa.
SBP Sonne calcula que con los helióstatos Stellio se podría lograr un coste de campo solar de tan solo 100 euros (106 $) por metro cuadrado y una reducción del LCOE de en torno al 20 % respecto de los diseños de helióstatos más competitivos de la actualidad.
Ubicación de precisión
La creciente experiencia en la instalación de torres de CSP está propiciando una mejora en la precisión de los helióstatos y el modelado de nuevos softwares generando cálculos más precisos para las ubicaciones de los helióstatos.
Una mayor precisión en los helióstatos permite a los promotores reducir el tamaño del diseño de los receptores centrales y por lo tanto disminuir los costes de inversión, según ha explicado Jens Pelle, vicepresidente de ventas técnicas en Aalborg CSP, a New Energy Update.
Herramientas de software tales como SolTrace de la NREL han permitido a los promotores modelar sistemas de CSP y analizar su rendimiento óptico, según destacó Kurup.
“Los promotores están empezando a calcular mucho mejor la cantidad óptima de helióstatos necesaria para satisfacer el volumen de energía que desean —y tener menos helióstatos en reserva—”, explicó.
Recortar en cables
Los sistemas de control son también clave para recortar los costes y las nuevas tecnologías están propiciando mayores beneficios.
En la estación de CSP Ashalim Plot B de Israel, BrightSource Energy empezó recientemente a emplear comunicaciones y control inalámbricos para el campo solar, la primera vez que se lleva a cabo en el sector.
El sistema de control es una de varias tecnologías de campo solar de cuarta generación que desarrolló el promotor en la torre solar de 121 MW, la cual se prevé que entre en funcionamiento a finales de 2017.
“Nuestro sistema de control integrado de campo solar (SFINCS, por sus siglas en inglés) gestiona la distribución de energía a través del receptor empleando una dirección a tiempo real para los helióstatos y una retroalimentación de circuito cerrado”, ha dicho Jennifer Rigney, directora sénior de comunicaciones corporativas de BrightSource, a New Energy Update.
Cada uno de los 50.600 helióstatos ubicados en el campo solar de 3,15 kilómetros cuadrados de Ashalim se comunica de forma inalámbrica con los SFINCS, lo cual ha disminuido la longitud del cableado del campo solar en un 85 %, según ha explicado Rigney.
Por Heba Hashem
Traducido por Vicente Abella