Evaluación técnico económica de centrales solares de torre con receptores de aire presurizado integrados en turbinas de gas.

Abstract

El objetivo principal de la tesis es el análisis técnico y económico de centrales solares de tecnología de torre con receptores de aire presurizado integrados en turbinas de gas. Este tema ha sido previamente estudiado por diversos autores pero los modelos técnicos y económicos utilizados fueron excesivamente simplificados por lo que se consideró necesario un análisis pormenorizado. Con este propósito se realizó un análisis técnico modelando la planta termosolar en diferentes subsistemas -campo solar, receptor solar y turbina de gas- con el acoplamiento de un receptor de aire presurizado en la cámara de combustión. La herramienta desarrollada permite realizar las estimaciones anuales de producción en base horaria en función de las variables principales de planta (área de apertura del campo solar, potencia eléctrica, altura de torre, etc.) y localización geográfica. Paralelamente, se desarrolló un modelo económico que evalúa los costes del proyecto para distintas alternativas de negocio en todas las fases del proyecto (promoción, construcción y operación) parametrizando los equipos en función de las variables principales de planta. Los resultados anteriores se integran en un modelo financiero que considera el ciclo de vida completo del proyecto: costes de desarrollo, construcción, operación y mantenimiento y los costes de desmantelamiento. La obtención de resultados y análisis de viabilidad se obtiene sobre un espacio de diseño que cubre el rango de operación previsto para la tecnología. El análisis se realiza para dos perfiles de operación distintos, operación carga base y operación diurna. El trabajo incluye un análisis de sensibilidad del funcionamiento y variables económico-financieras en función de las posibles configuraciones, coste de combustible, localizaciones geográficas y tamaño de los equipos. En último lugar, se listan las conclusiones, se describen las debilidades y fortalezas de este tipo de centrales y se enumeran los requisitos técnicos de los equipos con el objetivo de definir las líneas de investigación necesarias para convertir esta tecnología en una opción comercialmente ejecutable. Como principales resultados, el trabajo propone una configuración de los equipos así como unas características del motor capaces de acomodarse a las irregularidades del recurso solar. El desarrollo de una “turbina solarizada” y de tecnologías de receptor solar adecuadas es imprescindible para avanzar en la tecnología. Los resultados técnico-económicos arrojan que en un escenario de alto coste de combustible y operación diurna de la central proporcionan resultados competitivos frente a otras tecnologías convencionales.