Cuando SolarReserve propuso una planta de energía termosolar concentrada (CSP) de torre de 150 MW para Port Augusta, la empresa acababa de completar Crescent Dunes, el primer intento del mundo de CSP de torre a escala de servicios públicos con almacenamiento. La puesta en marcha no pudo obtener fondos para construir el proyecto de Port Augusta, pero estaba completamente desarrollado: SolarReserve había obtenido la aprobación del gobierno estatal para construir 150 MW de CSP con 1100 MWh de almacenamiento de energía térmica y 70 MW de fotovoltaica.

IMAGEN@Vast Solar

Pero ahora; como los otros proyectos completamente desarrollados de SolarReserve; Likana en Chile y Redstone en Sudáfrica, el proyecto Aurora tiene nuevos dueños. Hace varios años, 1414 Degrees compró el proyecto a SolarReserve y agregó un proyecto de batería de 140 MWh. Más recientemente, el desarrollador australiano de CSP Vast Solar ha comprado el 50 % del proyecto.

“El plan a largo plazo de Vast Solar es construir hasta 150 MW de CSP modular de torres múltiples en el sitio de Port Augusta, comenzando con una planta de 30 MW que esperamos tener en línea en 2025. Lo que pretendemos hacer después es construir una planta más grande. en el extremo sur del sitio”, dijo el CEO Craig Wood. Ese proyecto más grande compartiría la infraestructura del sitio, incluido el equipo de operación y mantenimiento, la subestación, algunos servicios públicos y caminos de acceso.

La empresa adopta un enfoque novedoso (y premiado ) de la tecnología de torre que cree que puede aumentar considerablemente la capacidad final de la CSP de torre. En lugar de tener una sola torre con su calor solar alimentado por un campo solar de helióstatos, y luego hacer funcionar una turbina de vapor a partir del calor almacenado en un bloque de energía ubicado en el mismo lugar, Vast Solar desplegará múltiples campos solares y torres que se conectan entre sí para formar un central eléctrica modular.

En esta tecnología, la tubería del campo solar transfiere calor a un bloque de energía compartido conectado a la red que alberga almacenamiento térmico y una turbina de vapor y un generador. Aunque se han investigado varios enfoques para CSP multitorre , esta será la primera planta comercial.

¿Por qué CSP multitorre?

Wood explicó la lógica a largo plazo; que un enfoque de varias torres permite el control y la escalabilidad de los sistemas de cilindros con las altas temperaturas y el rendimiento de la CSP de torre central. Y permite plantas de CSP mucho más grandes a largo plazo.

“La vinculación de múltiples paneles solares y receptores de torre a un bloque de energía central significa que puede construir plantas mucho más grandes”, explicó. “Una planta de CSP con una sola torre central en última instancia se limita a 100 a 150 MW”.

Esto se debe a que a medida que aumenta el tamaño del campo solar, los espejos en el borde exterior, que normalmente están a una milla de distancia del receptor en la torre, entregan un flujo solar más bajo.

“Entonces, la CSP de torre central está limitada en términos de la cantidad de megavatios-hora de almacenamiento que puede tener, lo que en última instancia significa que está limitada en términos de la oportunidad de reducción de costos”, agregó Wood, que tiene experiencia en ingeniería y finanzas.

La energía nuclear inspira sodio líquido para la transferencia de calor

Debido a que Vast Solar tiene la intención de que sus proyectos se construyan en múltiples unidades, todas conectadas a un bloque de energía, necesita un fluido de transferencia de calor efectivo que pueda bombearse desde cada torre hasta donde se almacena y usa en el bloque de energía.

La búsqueda de un fluido con una excelente conductividad térmica (importante en su función de transferencia de calor, pero también en caso de que algo salga mal y el fluido deba volver a fundirse) llevó a Vast Solar a ser pionera en un innovador fluido de transferencia de calor para CSP, aunque con décadas de experiencia en la industria nuclear: sodio líquido.

“Buscamos algo que nos permitiera tener esa configuración modular de una manera muy rentable que también tuviera una alta conductividad térmica”, explicó Wood.

“El sodio hierve a 883 C y se solidifica a 97 C; por lo que tiene un amplio rango de operación. En nuestro sistema, con temperaturas de salida del receptor de hasta 580 C, el sodio es simplemente perfecto en términos del rango de temperatura de funcionamiento. Necesitamos un rango de temperatura entre 580 C en los receptores y 300 C en la más baja, por lo que está justo en el medio de lo que puede hacer el sodio mientras se mantiene líquido”.

Otro beneficio clave de usar sodio como fluido de transferencia de calor de los receptores al bloque de alimentación es que, si algo sale mal y se congela, puede recalentarse fácilmente para convertirse en líquido usando elementos de rastreo de calor en la tubería.

“Una vez que el sodio regresa al bloque de energía, transferimos ese calor al almacenamiento de energía térmica en un sistema de sal fundida estándar y, cuando es necesario, usamos el calor de la sal para crear vapor para hacer girar una turbina”, dijo. . Entonces, el calor se transporta en sodio líquido, se almacena en sales fundidas y finalmente se usa en forma de vapor en una turbina de ciclo Rankine.

Apoyo de ex trabajadores locales de plantas de carbón

Al igual que SolarReserve antes que ellos, Vast Solar descubrió que los lugareños de esta antigua ciudad de plantas de carbón están muy motivados, al comprender que, debido a que es una forma de energía solar que tiene un bloque de energía térmica, la CSP recupera muchos de los mismos empleos en las centrales eléctricas, pero sin el carbón .

«Port Augusta es una comunidad interesante con una historia industrial, ya que anteriormente fue el hogar de los dos principales generadores de energía a carbón en el sur de Australia», señaló Wood.

“Entonces, los lugareños entienden los beneficios de los trabajos bien remunerados a largo plazo en una central térmica como CSP. Cuando se anunció el cierre de la última de las plantas de carbón, la comunidad organizó un grupo llamado Repower Port Augusta para tratar activamente de asegurar la CSP para la ciudad. La gente se ha dado cuenta de que la energía fotovoltaica y la eólica, aunque baratas, tienden a no generar muchos puestos de trabajo”.

Necesidad de la red para la generación renovable basada en bloques de energía

El apoyo oficial también ayuda, ya que las autoridades de la red intentan activamente suavizar el proceso de conexión a la red. “Las autoridades nos han dicho que están muy entusiasmados con la perspectiva de que se instale la turbina de vapor en ese lugar”, dijo Wood.

“Como forma térmica de energía solar, la CSP entrega su energía solar a través de una turbina. En la red de Australia del Sur ya hay muchas energías renovables intermitentes instaladas y, con más programadas para la instalación, proporcionar los servicios auxiliares que brindan las turbinas es realmente atractivo en esa ubicación”.

Con el suministro de energía centrado en los picos de la mañana y la tarde, la planta de CSP tendría el alto potencial de ganancias de las baterías en la red basada en el mercado de Australia, donde los precios pueden dispararse brevemente a un precio máximo de $ 15,500 AUD.

“Normalmente se ven precios de más de $200 a $300 por megavatio-hora”, dijo Wood.

“Definitivamente hay factores estacionales, pero también, particularmente en el sur de Australia, hay un gran volumen de viento y un alto grado de interconexión con los estados del este. Si obtiene una combinación de circunstancias, como que no hay mucho viento y luego un interconector limitado o fuera de servicio por mantenimiento, encontrará períodos prolongados de precios altos».

Susan Kraemer, solarpaces.org