NUESTRAS INNOVACIONES

CSP innovadora con un sistema de recuperación de calor

Se desarrollará un innovador ciclo CSP que utiliza mezclas de CO junto con un sistema de recuperación de calor para aprovechar el calor residual de la planta CSP y utilizarlo para alimentar una planta desalinizadora. La nueva tecnología se probará durante un año en la planta piloto de CSP existente en la Universidad King Saud de Riad.

El esquema de integración garantizará que los ciclos de alto rendimiento puedan combinarse de forma independiente y eficaz para alcanzar una elevada producción de agua pura y electricidad.

      Sistema de desalinización que combina la ósmosis directa y la destilación por membranas

      Paralelamente, un innovador sistema de desalinización que combina la ósmosis directa y la destilación por membranas, utilizando una solución de extracción, aprovechará el calor residual recuperado de la planta CSP para desalinizar agua de mar, produciendo agua dulce con un bajo impacto ambiental y aumentando la explotación de la energía solar.

      Un ciclo de acoplamiento adaptable para optimizar el sistema

      Por último, los socios desarrollarán un sistema de control adaptado para gestionar la producción continua de agua dulce durante el funcionamiento de la planta termosolar concentrada.

      Un ciclo de potencia innovador adaptado a la próxima generación de plantas CSP

      DESOLINATION aborda la nueva generación de ciclos de potencia CSP. El fluido de trabajo pasa a ser CO y la turbomaquinaria se adapta a nuevos rangos de temperaturas y presiones, para ser adaptadas a las futuras plantas CSP. El sistema propondrá un ciclo de potencia innovador en el que las mezclas supercríticas de CO2 se perfilan como la próxima generación de fluidos de trabajo.

      Las ventajas de estas innovaciones son

      1) Rangos de temperatura adaptables para ajustarse a los requisitos del lado del acoplamiento.

      2) Turbomaquinaria más pequeña, es decir, menos costes.

      Este nuevo ciclo de energía se instalará en la Universidad King Saud de Riad y se comparará con el existente. El calor recuperado a través del intercambiador de calor final será redirigido para alimentar el proceso de desalinización.

      Un ciclo de acoplamiento adaptable para optimizar el sistema

      Se añadirá un ciclo intermedio entre el bloque CSP y el bloque de desalinización para 1) aumentar la flexibilidad de uso, la variación en la necesidad de energía y el suministro de energía; 2) tratar el estado transitorio, añadir control adicional; 3) evaluar tanto el ciclo de energía de mezclas de CO como el sistema de desalinización de forma independiente.

      El acoplamiento adaptativo se utilizará para reducir el riesgo del proceso de acoplamiento y asegurarse de que se comprenden todos los pasos del proceso de recuperación de calor antes de proceder al acoplamiento directo de la CSP y el proceso de desalinización.

      Así, se utilizan sistemas de control inteligentes en el tanque de almacenamiento de agua para recopilar datos sobre temperaturas y presiones después de cada tipo de ciclo y probar las respuestas más adecuadas en los intercambiadores de calor y los fluidos.

      Tras el acoplamiento indirecto de la CSP y el proceso de desalinización, ambos procesos se vincularán directamente, eliminando el sistema de control inteligente del calor y fusionando los intercambiadores de calor entre el ciclo de potencia y la solución de extracción.

      Los intercambiadores de calor pueden adoptar distintas formas en función de muchos parámetros: temperaturas, presiones, propiedades químicas de los fluidos, etc. Pero son fundamentales para la transferencia de calor dentro de los ciclos de la CSP para recuperar el calor del sol y hacer funcionar la turbina.

      En DESOLINATION, se trabajará específicamente en el intercambio de calor entre el ciclo de potencia (aire en la planta existente, CO2 en la innovadora) y la solución de extracción de la desalinización (solución altamente concentrada). Así, se fabricarán nuevos intercambiadores de calor de circuito impreso (PCHE, por sus siglas en inglés) e intercambiadores de calor de aleta impresa (PFHE, por sus siglas en inglés).

      Como primer paso, el ciclo de almacenamiento adaptativo proporcionará un entorno más fácil para probar la recuperación de calor (el intercambio se realizará con agua por un lado en lugar de dos difíciles entornos desconocidos) hasta que se conozcan mejor ambos conjuntos de parámetros y sea posible el acoplamiento directo.

      Una solución “energía solar a desalinización” optimizada

      1. Ósmosis directa: se extrae agua del mar, el agua es impulsada a través de la membrana por la solución de extracción y los minerales restantes (salmuera) son rechazados. Durante DESOLINATION, la salmuera se trata para revalorizar sus minerales.

      1. Destilación por membrana: gracias al calor recuperado, el agua se separa de la solución de extracción y atraviesa la membrana para ser recogida como agua dulce, mientras que la solución de extracción regresa al principio del circuito.

      Para optimizar ambos procesos, la solución de extracción se ajusta para que sirva para varios propósitos: atraer agua del mar de forma eficiente, utilizar de forma eficiente el calor recuperado del ciclo de energía de la CSP y separarse fácilmente del agua en la etapa de destilación por membrana.