La solución de Vast Solar para las fugas en los tanques que bloquearon la primera torre termosolar

4 de abril de 2023

Una falla en el tanque de almacenamiento térmico puso fin al desarrollo de energía solar concentrada (CSP) en los EE. UU. En el primer proyecto de CSP de torre a escala de servicios públicos del mundo con almacenamiento, el tanque de almacenamiento de energía térmica de sales fundidas tuvo una fuga.

El proyecto Crescent Dunes de 110 MW de SolarReserve fue el único Tower CSP con almacenamiento de energía térmica entre los primeros cinco proyectos comerciales de CSP implementados en EE. UU.

El tanque de almacenamiento térmico se filtró en la primera Torre CSP comercial del mundo. Aquí; el tanque de almacenamiento térmico en la planta de CSP Crescent Dunes Tower de 110 MW en Nevada. IMAGEN@SolarReserve

[En Tower CSP , una matriz de helióstatos se enfoca en un receptor encima de una torre, generando temperaturas mucho más altas que la forma inicial de CSP; cilindro parabólico. Mientras que Trough funciona a una temperatura relativamente baja de 400 °C, las temperaturas más altas de Tower permiten un funcionamiento más eficiente a una temperatura cercana a los 600 °C.]

Desde la fuga de su tanque hace casi diez años, SolarReserve, el desarrollador de Crescent Dunes, no pudo aterrizar su cartera global de proyectos autorizados.

ACWA Power ahora está completando el proyecto Redstone de SolarReserve en Sudáfrica, Grupo Cerro está licitando proyectos de torres de SolarReserve en Chile; LikanaCopiapo y Vast Solar en Australia están construyendo actualmente su propia planta de CSP única en el sitio de Port Augusta donde SolarReserve no pudo completar la financiación de su proyecto Aurora Tower.

Y no se presentó ninguna oferta comercial de CSP de torre nueva con almacenamiento de energía térmica en EE. UU.

Compartir conocimientos ayuda a todos los CSP

Saber qué causó la falla de este tanque es crucial, dijo el CTO de Vast Solar, Kurt Drewes, a SolarPACES en una llamada desde Australia. Él cree que para hacer avanzar la CSP, la industria debe compartir soluciones en plantas comerciales.

“Pocos problemas técnicos no se pueden resolver con una simple comunicación. Son problemas sociales”, comentó. “Si todos compartimos nuestros problemas, ideas y lecciones aprendidas, podemos resolverlos. Pero ha sido muy difícil porque todo el mundo está detrás de cortinas comerciales”.

En una llamada desde Australia, señaló que compartir conocimientos comerciales sobre el almacenamiento de energía térmica no solo es importante para el futuro de Tower CSP, sino que también afecta el desarrollo de otras tecnologías. Estos incluyen almacenamiento de red eléctrica a térmica independiente, calor solar para procesos industriales y termoquímica solar caliente para producir hidrógeno e hidrocarburos como combustible para aviones.

“Esto se debe a que la propuesta de valor central de la CSP es la capacidad de almacenar energía térmica”, explicó. “Eso es fundamental, y ese beneficio se ve en todo tipo de otras configuraciones del sistema. Y, por lo tanto, es del interés de todos que lo hagamos bien”.

El problema no son las temperaturas más altas de Tower CSP

Después de estudiar el problema, los ingenieros de Vast Solar llegaron a la conclusión de que el problema no era tanto la temperatura más alta de Tower CSP sino más bien un mayor diferencial de temperatura y una mayor fricción que se produce dentro del tanque caliente.

La empresa compartió sus hallazgos en una presentación en la conferencia SolarPACES, Falla de pandeo del tanque de sal a alta temperatura , y Bruce Leslie – Resumen .

“Nos tomó un tiempo comprender que la falla por pandeo es más una función de la distribución de la temperatura que de la temperatura real”, dijo Drewes.

“Porque el dato primario era que el almacenamiento térmico en plantas cilindroparabólicas está bien, pero no en Torre a temperaturas más altas. Y la primera respuesta obvia es que lo único que es diferente es la temperatura. Pero hemos demostrado que es una distribución de temperatura que cambia con respecto al espacio y, lo que es más importante, al tiempo”.

“Estos son tanques de almacenamiento muy grandes; con diámetros muy grandes y, en proporción, suelos muy finos. La relación entre estos dos es extremadamente baja con estos tanques tan grandes. Ciertas partes de los tanques son más calientes y más frías; los cambios en el proceso pueden causar eso. Así que es realmente un problema de distribución de temperatura. ”

pandeo por diferencial de temperatura

De la falla de pandeo del tanque de sal de alta temperatura de Vast Solar , presentado en la conferencia SolarPACES 2022

La solución de Vast Solar para pandeo en acumuladores térmicos

Vast Solar está desarrollando una forma innovadora de torre CSP de torre múltiple que utiliza sodio líquido para la transferencia de calor en todo su campo solar. Aún así, el calor se almacena en sales fundidas, una combinación de nitrato de sodio y nitrito de potasio. Con menos del 1% de pérdida de calor diaria, en forma líquida, estas sales fundidas son muy adecuadas para retener y almacenar energía térmica.

Su uso innovador del sodio para la transferencia de calor es interesante porque el sodio es capaz de soportar temperaturas aún más altas, de hasta 800 °C, lo que garantiza que el suministro al tanque de almacenamiento térmico siempre sea mayor de lo necesario.

Señaló que el problema de un diferencial de temperatura demasiado grande puede surgir no solo durante la puesta en marcha cuando se vierte el primer líquido, sino también en la operación diaria.

“El problema central aquí es que tenemos fuerzas de compresión que resultan en función de las distribuciones de temperatura y la fricción entre el piso y los cimientos”, dijo. “Entonces, incluso en la puesta en servicio, necesitamos procedimientos que los minimicen o eliminen. Hemos estado trabajando con nuestros socios CyD y otros durante muchos años en esto”.

https://helioscsp.com/vast-solars-fix-for-tank-leaks-that-stymied-the-first-tower-concentrated-solar-power/

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