IIT-M researchers develop low cost Solar Parabolic Trough Collector for use in desalination, space heating, space cooling

Researchers at the Indian Institute of Technology-Madras (IIT-M) have developed a low cost Solar ‘Parabolic Trough Collector’ (PTC) system for concentrating solar energy with industrial applications in areas such as desalination, space heating and space cooling, among others. This indigenously designed and developed system was lightweight with high energy efficiency under Indian various climatic and load conditions.

«The system can be integrated effectively with various process heat applications and help manufacturers and researchers in solar energy make devices with higher efficiency», a release from the IIT-M said today. The National Solar Mission was launched with the target of providing 20,000 MW through solar power by 2022. However, lower rate of energy generation through solar power was a major roadblock in achieving this target.

Technologies such as this one developed by IIT-M researchers could help meet this target. Prof K Srinivas Reddy, Heat Transfer and Thermal Power Laboratory, Department of Mechanical Engineering, IIT-M, who led the research, said solar energy technology was the most propitious technology for clinching sustainability in the energy domain. Particularly, Concentrated Solar Power (CSP) technology could meet thermal and electrical energy demands due to its high dispatchability and reliability.

States such as Bihar, Haryana, Madhya Pradesh, Maharashtra and Gujarat, among others, have great potential to harness this energy, which could reduce the combustion of non-renewable and polluting sources of energy such as coal and petroleum, the release said. The research team tested the efficiency of this installed system in terms of optical efficiency and thermal efficiency. Optical efficiency is the amount of energy, which is absorbed by the tube over the total energy received by the collector.

Thermal efficiency, on the other hand, was the heat collected over the heat gain by the system. They found that the optical efficiency of the evacuated system is 72 per cent and non-evacuated system is 68 per cent when the heat loss is minimised, it said.

Researchers, industry partner to trial solar thermal energy to enhance comminution

The Coalition for Energy Efficient Comminution (CEEC), a global non-profit funded by mining companies, have partnered with the University of Adelaide’s Institute for Mineral and Energy Resources (IMER) to trial the use of solar thermal energy to enhance comminution.

Comminution is the process by which solid materials are reduced to smaller average particle size by crushing, grinding, cutting, vibrating, or other processes.

In a press release, the Institute’s manager Chris Matthews said that solar thermal heat can weaken rocks, reducing the need for fossil fuel-derived mechanical energy traditionally used to crush and grind rocks, making it a more environmentally sustainable alternative.

“IMER has developed a process where heat is provided by concentrated solar thermal, which data has shown could reduce comminution energy by up to 50%,” Mathews said. “The potential to improve energy efficiency in this project is just one example of the alignment between IMER’s research on low cost, low emissions energy and CEEC’s vision.”

In the view of the institutions involved, innovation in the processing and comminution of the raw materials required for renewable electricity generation and transmission has the potential to revolutionize the mineral and energy resources sector.

Tecnología Fresnel para abaratar los costes en la industria del corcho

Un equipo de ingenieros del Instituto del Corcho, la Madera y el Carbón Vegetal de Cicytex (Centro de Investigaciones Científicas y Tecnológicas de Extremadura) está trabajando en la validación de un prototipo basado en la tecnología Fresnel de media temperatura para optimizar energéticamente el proceso de cocción de corcho en la industria preparadora. Con la incorporación de este prototipoo, los investigadores de Cicytex esperan minimizar los costes del proceso.

Tecnología Fresnel para abaratar los costes en la industria del corcho

Este trabajo se desarrolla en el marco del proyecto Idercexa (Investigación, desarrollo y energías renovables para la mejora del tejido empresarial en Centro, Extremadura y Alentejo) e incluye el diseño, instalación, puesta en marcha y ensayos para un primer análisis de viabilidad. El prototipo está integrado en el proceso industrial de cocido del corcho, con la finalidad de que sirva de apoyo a la operación de calentamiento del agua utilizada. A día de hoy, la mayor parte de las industrias utilizan un quemador de pellets de madera para alcanzar y mantener la temperatura del agua entre 95 y 100 °C.

Con la incorporación del prototipo, los investigadores de Cicytex esperan minimizar los costes de producción al disminuir el consumo de combustible del quemador, y aumentar la productividad de la industria, puesto que los tiempos de espera entre los ciclos de cocción se acortan, debido a que el descenso de la temperatura del agua no es tan drástico. Si lo habitual es realizar 7 u 8 cocciones diarias con un intervalo de unos 10 o 15 minutos entre ellas, hasta que el agua recupera la temperatura óptima de cocción,  con la instalación solar buscan aumentar el número de cocciones, reduciendo este intervalo. De igual forma se pretende reducir el tiempo y coste de calentamiento del agua de renovación los días que se realiza la limpieza de la caldera, que suele hacerse una o dos veces a la semana.

Fases previas
El proyecto se apoya en la experiencia adquirida en otros trabajos de investigación previos como el proyecto Riteca II (Red de Investigación Transfronteriza entre Extremadura, Centro y Alentejo), en el que se testó un prototipo de media temperatura a escala piloto en las instalaciones del Instituto del Corcho, la Madera y el Carbón Vegetal. El diseño del sistema de validación está basado en datos preliminares obtenidos a lo largo del proyecto Idercexa.

Cicytex ha publicado en su canal de YouTube un vídeo resumen del proyecto, dentro de la serie Diario de Cicytex: la I+D que hacemos. Esta iniciativa da a conocer, durante la crisis del COVID 19, el trabajo que desarrolla el centro, a través de vídeos cortos que graban los propios investigadores.

La Agencia Extremeña de la Energía (Agenezx) lidera este proyecto en el que también participan la Universidad de Extremadura y de Évora, Ciemat, asociaciones empresariales portuguesas y el  Cluster de la Energía de Extremadura, entre otros organismos.  El  proyecto está cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional FEDER a través del Programa Interreg V-A España-Portugal (POCTEP) 2014-2020 y cuenta con un presupuesto de casi 4 millones de euros.

Fuente: Energías Renovables. Recuperado de: https://www.energias-renovables.com/termosolar/tecnologia-fresnel-para-abaratar-los-costes-en-20200511

II Encuentro CCPTE en Madrid

Próximamente se celebrará en Madrid el II Encuentro del Comité de Coordinación de Plataformas Tecnológicas del ámbito de la Energía, coordinado por la PTEHPC.
Si estáis interesados en conocer el papel del tejido nacional de Ciencia-Tecnología-Industria de las diferentes tecnologías energéticas en el escenario de transición energética y globalización de la economía en el que nos encontramos, no os podéis perder esta Jornada.

El evento ha sido aplazo debido a las medidas de prevención adoptadas por la Comunidad de Madrid para afrontar el Co-vid-19.

Presentaciones Feria GENERA 2020: Jornada “Las Centrales Termosolares en la planificación energética de España”, por PROTERMOSOLAR y CIEMAT

El pasado 7 de febrero se celebró en el Foro 2 del Pabellón 10 de IFEMA, como actividad de la Feria GENERA 2020, la jornada «Las Centrales Termosolares en la planificación energética de España» organizada por PROTERMOSOLAR y CIEMAT.
A continuación se encuentran las presentaciones que se mostraron durante la jornada:

Presentaciones IV Asamblea General 2019

El pasado 17 de octubre se celebró en el auditorio de CIEMAT la IV Asamblea General de Solar Concentra, donde se contó con la presencia del IDAE, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades o la Agencia Estatal de Investigación, entre otros, y a la que asistieron representantes de distintas plataformas, universidades, centros tecnológicos, cooperativas e industrias interesadas en el sector. Además, se complementó con un interesante Workshop del proyecto europeo INSHIP.
A continuación se encuentran las presentaciones que se mostraron durante la jornada:

Presentaciones Workshop INSHIP:

Encuesta «CSP stakeholders mapping» del proyecto HORIZON-STE

El proyecto HORIZON-STE ha preparado la encuesta CSP stakeholders mapping survey con el fin de favorecer la formación  de consorcios que puedan participar en la consecución de los objetivos del SET Plan definido para el sector de la electricidad termosolar (STE/CSP) mediante la realización de proyectos de I+D y/o participando en el desarrollo de centrales termosolares altamente innovadoras que sean las primeras de su tipo (plantas First-of-a-Kind).

HORIZON-STE es un proyecto financiado por la Comisión Europea dentro del programa H2020 con el objetivo de apoyar el desarrollo del Implementation Plan definido para mantener el liderazgo global de Europa en el sector de la electricidad termosolar, conocida con las siglas STE (Solar Thermal Electricity) o CSP (Concentrated Solar Power).

El mencionado Implementation Plan define dos acciones paralelas:

  1. El desarrollo de Actividades de I+D seleccionadas por el sector como de alta prioridad para conseguir una rápida y sustancial reducción del coste de la electricidad termosolar;
  2. El desarrollo de centrales termosolares altamente innovadoras en la tecnología o en su plan de negocio (centrales “First-of-a-Kind” )

Ocho países han aportado un fondo común para financiar proyectos de I+D a través de convocatorias lanzadas por CSP ERANET, cuya primera convocatoria fue abierta el 7 de octubre.

Por este motivo, esta encuesta ha sido preparada para que resulte fácil identificar entidades que estén interesadas en el desarrollo de las Actividades de I+D definidas en el Implementation Plan. Con la información que aporten las personas que participen en esta encuesta se preparará una base de datos que estará disponible para todos los participantes, de modo que podrán encontrar con facilidad otras entidades complementarias que permitan en conjunto definir consorcios para formular propuestas de proyectos a la convocatorias de CSP-ERANET, y también a cualquier otra convocatoria que esté relacionada con las Actividades de I+D definidas en el Implementation Plan.

  • Link de acceso a la encuesta: www.horizon-ste.eu/survey
  • Fecha límite para participar: 31 de octubre de 2019
  • Publicación de los resultados: 5 de noviembre de 2019 (los resultados serán publicados en una zona restringida en la web del proyecto www.horizon-ste.eu, con clave de acceso que será facilitada mediante e-mail)

Asamblea General Solar Concentra 2019

El 17 de octubre se celebra una nueva Asamblea General de la Plataforma Tecnológica Solar Concentra.
Será en el Auditorio del CIEMAT, en horario de 9:00 a 14:10.

Con la celebración de esta Asamblea se espera poder reunir a la mayoría de las empresas, universidades y centros de investigación que participan en la plataforma, contar de forma resumida las acciones más relevantes realizas por la plataforma en el periodo 2016-2018 y explicar las actividades que se realizarán en el próximo periodo 2018-2020, en el que se confía que la tecnología termosolar dé grandes pasos en acciones de innovación para suministro de energía a la industria. También se contará con la participación de entidades públicas que expondrán programas que faciliten estas actividades, como IDAE, el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades, o la Oficina Española de Cambio Climático.
Además, se celebrará entrelazado, a continuación de la Asamblea, un workshop del proyecto INSHIP. También habrá espacio para los avances tecnológicos y el futuro de las centrales de generación eléctrica termosolares junto con sus sistemas de almacenamiento de energía.

Se espera tener una interesante jornada que resulte productiva a todos los asistentes.
Si desea asistir solamente tiene que rellenar el formulario pinchando en este link.

A continuación se puede consultar la agenda detallada:

La energía termosolar podría descarbonizar el calor industrial

Citando un estudio de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), la consultora de energía del Banco Mundial Elena Cuadros dijo que la CSH (Concentrating Solar Heat) promete reemplazar los combustibles fósiles que suministran la mitad del requerimiento de calor industrial del mundo para temperaturas medias. Incluso las industrias como la minería y el acero que requieren altas temperaturas, también utilizan algunos procesos de calor medio.

“La CSH ha sido probada comercialmente para proporcionar calor hasta 400ºC para el sector farmacéutico y textil, ladrillos, papel, procesamiento de alimentos y usos hospitalarios. Estas industrias generalmente son pequeñas y medianas empresas de propiedad local y subsectores importantes ”, dijo Cuadros.

Sistema CSH de canal parabólico en una planta procesadora de lácteos en México IMAGEN @ IRENA

¿Qué países de Medio Oriente y África del Norte (MENA) podrían descarbonizar el calor industrial con la CSH de manera más rentable?

Cuadros presentó cálculos muy detallados que mostraban dónde la CSH podría ser sustituida a un coste menor que los combustibles fósiles dentro de cada nación MENA, comparando los costes de CSH con los costes de combustibles fósiles que actualmente se usan localmente para el calor en estas industrias.

Su presentación fue en el Taller de Concentración de Calor Solar (CSH) en Jordania, organizado conjuntamente por el Banco Mundial bajo su Programa de Conocimiento e Innovación de Energía Solar Concentrada MENA (MENA CSP KIP) y el Ministerio de Medio Ambiente de Jordania.

Encontró que la CSH podría tener una recuperación de la inversión de 5 años ahora en países MENA en lugares donde la irradiancia normal directa (DNI) es de al menos 2.250 kWh/m2. “Para estas industrias en la región MENA, la CSH es muy prometedora. Para Jordania, Líbano, Marruecos o Cisjordania y Gaza, obtuvimos un umbral de costo superior a $ 525 por un período de recuperación de 5 años en lugares con buenos recursos solares, por lo que CSH ya es competitiva con los precios actuales del mercado ”, dijo.

Túnez y Egipto también serían competitivos si siguen los planes actuales para eliminar por completo los subsidios a los combustibles fósiles, agregó: «Los precios de los combustibles fósiles altamente subsidiados se encuentran entre los principales factores que obstaculizan el despliegue de la CSH».

Which nations could decarbonize industrial heat with CSH most cost-effective in MENA
IMAGEN @ Elena Cuadros Presentación CSP KIP
De la presentación del Banco Mundial / Fraunhofer en CSP KIP sobre CSH en los países de la región MENA IMAGEN @ Elena Cuadros

Trabajando con el Especialista Principal en Energía Jonathan Sinton, en el Banco Internacional de Reconstrucción y Desarrollo (BIRF) del Banco Mundial, los dos están trabajando en formas de descarbonizar el calor industrial en la región MENA.

«Creemos que la CSH es una gran promesa para prácticamente todos los países de la región», dijo Sinton. «Cuanto más se despliegue aquí, más estará disponible para países de otras regiones, como África del Sur, por ejemplo, que también tienen buenos recursos de DNI».

Su mensaje es «eficiencia energética» para reducir el consumo de combustibles fósiles, explicó. “Para nosotros, el modelo es el financiamiento de la eficiencia energética. Es un baile un poco delicado, por lo que tenemos que medirnos un poco nuestro enfoque. No es nuestro trabajo promover en gran medida tecnologías particulares. Es más bien hacer, o ayudar a establecer, el campo de juego que fomente la penetración de mejores tecnologías bajas en carbono, como la CSH » .

Los bolsillos profundos de la industria petrolera o los gobiernos han financiado fácilmente la CSH a gran escala; como el vapor solar de 1 GW a 300ºC de Glasspoint para el petróleo de Omán y los sistemas de calefacción de distrito público de Aalborg en Escandinavia.

En cambio, con su misión de erradicación de la pobreza, el BIRF se centra en las pequeñas y medianas empresas, y garantizar que el entorno empresarial que fomente su participación. Para ellos, proporcionar garantías de préstamos para facilitar el financiamiento, con cierta concesión para los prestamistas locales, sería un enfoque más práctico.

«La regla para nosotros en el BIRF del Banco Mundial es ayudar a crear las condiciones para la actividad del sector privado tanto como sea posible y menos para prestar directamente a las industrias, excepto a través del brazo del sector privado del Banco Mundial, la Corporación Financiera Internacional», explicó Sinton

“Tendrías alguna agencia doméstica como una compañía de servicios de energía. Un proyecto puede tener uno o dos o tres bancos en préstamo que son puntos de contacto para el anfitrión del proyecto, para el promotor del proyecto, que proporcionan el financiamiento directamente».

Los cálculos de costes se basan en el tamaño del colector solar. Para la CSH de temperatura media, los conjuntos de colectores solares en forma de canal parabólico concentran la radiación solar en receptores (sin un bloque de alimentación) para simplemente canalizar el calor directo. Cuadros dijo que cada metro cuadrado de colectores produciría en un año tanto calor como unos 92 kg de GLP o 99 kg de diesel, 3,4 MBtu.
Así como una central termosolar con miles de paneles solares cuesta más de varios dígitos, una instalación CSH que requiere más metros cuadrados de colectores cuesta más y genera más de uno con menos. Por lo tanto, las estimaciones de Cuadros se basan en el coste por metro cuadrado de colectores solares necesarios para producir la misma cantidad de calor que la alternativa de combustible fósil.

Los supuestos comunes del estudio incluyen una vida útil de los activos de 20 años, 40% de eficiencia del colector solar, 80% de eficiencia de la caldera y gastos de operación del 2% de CAPEX.

El DNI de la región MENA es bueno, pero varía de un país a otro. Incluso dentro de diferentes regiones dentro de cada país, el DNI puede ser alto o bajo. Las inversiones de la CSH se amortizan más rápido en mejores condiciones solares, lo que resulta en un umbral de coste más alto. El «umbral de coste de la CSH» o el coste máximo para la inversión que se devolverá dentro de los 5 años se deriva de la suma de los costes comunes de cada país y sus variables: DNI alto o bajo y costos de combustible altos o bajos.

Presentación IMAGEN @ Elena Cuadros
Donde la CSH es más barato que el diésel o el gas licuado de petróleo (GLP) en los países MENA

De los dos combustibles, el diesel sería el más fácil de competir. Todos menos Túnez y Egipto ya podrían descarbonizar el calor de manera rentable.

En Cisjordania y Gaza, con los precios de diesel más altos de la región, el coste de CSH por metro cuadrado de colector podría ser tan alto como $ 1.196 en regiones de alto DNI pero $ 753 en el menor DNI del país.

«Proporciono ambas cifras porque, dependiendo de las condiciones locales de radiación solar y por los mismos costes de inversión, una ubicación con mayor recurso solar presentará un mayor rendimiento energético», comentó Cuadros.

Marruecos vino después; su umbral de costo de CSH es de $ 624 en DNI bajo o de $ 920 en regiones de DNI alto. Jordania fue el siguiente, con $ 624 u $ 867, Líbano con $ 401 o $ 620, Túnez con $ 354 o $ 594 y Egipto con $ 246 o $ 326.

El GLP más barato impactó el umbral de coste de la CSH. Pero con los precios más altos de GLP en la región, el coste de CSH por metro cuadrado de colector en el Líbano podría ser tan alto como $ 673 donde el recurso solar es bueno o $ 434 donde es más bajo. Cisjordania y Gaza fueron los siguientes con $ 660 o $ 425, Jordania con $ 393 o $ 292, Egipto con $ 216 o $ 169 y Túnez con $ 166 o $ 132.

«Los precios actuales del mercado rondan los $ 525 por metro cuadrado, pero algunos desarrolladores de CSH en mercados emergentes como China están ofreciendo precios muy agresivos, la mitad o incluso más bajos», dijo.

Los proveedores de CSH a gran escala como Aalborg o Glasspoint podrían vender calor a pequeñas empresas en parques industriales a través de HPA IMAGE @Glasspoint

Inventar el acuerdo de compra de calor (HPA).

Pero a pesar de que los costes, los retornos de por vida y la rápida recuperación de la inversión demostraron ser tan competitivos, durante el estudio de tres años descubrieron que las pequeñas y medianas empresas detestaban comprar y poseer tecnología nueva.

Sinton explicó: «Aunque hay sistemas comerciales disponibles, no están ampliamente disponibles, no son la tecnología convencional, por lo que se consideran algo arriesgados». Realmente no son vistos como enchufar y usar, por lo que los tomadores de decisiones requieren una recuperación más rápida que algo que se percibe como seguro como una caldera de gas o petróleo».

Esto los llevó a considerar una alternativa basada en desafíos similares resueltos por la energía solar fotovoltaica: eliminar la propiedad y simplemente vender el calor, como en un Acuerdo de compra de energía solar (PPA), donde los compradores pagan solo por la electricidad generada.

El PPA niveló el campo de juego entre los combustibles fósiles y la electricidad solar para los propietarios de viviendas y las pequeñas empresas al minimizar el cambio, porque la electricidad de pago por uso continuó el modelo familiar para comprar la energía, no la central de energía.

«Entonces, después de casi tres años tratando de desarrollar la CSH en la región, lo que Jonathan y yo hemos estado considerando es básicamente ayudar a crear el Acuerdo de Compra de Calor», dijo Cuadros. «Entonces, tal vez con un depósito en garantía donde un tercero asume todos estos riesgos».

Con los HPA, los productores de calor solar a escala de servicios públicos podrían establecer grandes servicios de CSH y vender calor a múltiples empresas más pequeñas agrupadas en parques industriales.

«Se podría imaginar un fondo de calor solar concentrado dedicado, con un acuerdo con los bancos prestamistas de que habrá un asesoramiento técnico independiente que actuará como guardián para garantizar que cualquier proyecto que solicite financiamiento esté de acuerdo con el propósito definido de el fondo”, explicó Sinton.

«También podría haber algo de asistencia técnica para todos los actores a lo largo de la cadena, para los bancos que están prestando a este nuevo tipo de proyecto, también para los anfitriones y desarrolladores del proyecto, para reducir el riesgo para el prestatario, el comercial banco y también al Banco Mundial, porque tenemos la responsabilidad fiduciaria de recuperar los fondos».

Sistema CSH de canal parabólico
Un sistema CSH de canal parabólico típico: concentra el calor solar en las tuberías y envía agua calentada con energía solar desde un campo solar para suministrar vapor para todas las necesidades de calor industrial hasta 400ºC IMAGEN @ Aalborg

Susan Kraemer. solarpaces.org

La termosolar POWERCHINA Gonghe de torre de 50 MW sincronizada a la red

A las 9:02 a.m., 19 de septiembre de 2019, la central termosolar de torre POWERCHINA Gonghe de 50 MW se sincronizó a la red según lo programado.

El proyecto termosolar está financiado por HYDROCHINA y POWERCHINA NORTHWEST ENGINEERING CO., LTD, siendo este último el contratista EPC. Como proveedor de tecnología y uno de los subcontratistas, SUPCON SOLAR es responsable del suministro, instalación y puesta en marcha del campo de heliostatos, el sistema de control de campo de heliostatos y el receptor, así como la puesta en marcha conjunta y la puesta en servicio del subsistema del sistema de intercambio y almacenamiento solar térmico.

En vista de las condiciones desfavorables de la apremiante agenda del proyecto y el clima severo, SUPCON SOLAR reunió sus recursos y formó un equipo profesional para enfrentar las adversidades. El 1 de febrero de 2018, SUPCON SOLAR firmó el contrato con POWERCHINA NORTHWEST ENGINEERING CO., LTD. El 28 de junio de 2018, se ensambló el primer helióstato. Los trabajos de instalación del campo de heliostatos y el receptor se completaron el 14 de enero de 2019 y el 31 de julio de 2019, respectivamente. El 5 de septiembre, el campo de helióstatos, el sistema de control de helióstatos y el receptor se pusieron en servicio con éxito.

Basado en la experiencia previa de la puesta en marcha y operación del Proyecto CSP Tower de 50MW de Delingha, SUPCON SOLAR continuará trabajando diligentemente en nuevas tareas de puesta en marcha y eliminando defectos, para pasar las siguientes pruebas de rendimiento según lo programado.

El proyecto es de gran importancia ya que es el primer proyecto de demostración de termosolar CSP sincronizado con la red en 2019. La asombrosa velocidad desde el comienzo hasta la finalización también ha establecido un nuevo récord entre sus pares.