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de colectores cilindro
parabólicos: producción
y costes
Evalúa la viabilidad
económica de tus
inversiones en CSP con
los últimos datos sobre
producción y costes
Incluye: costes de vida útil, condiciones de la planta,
almacenamiento, mano de obra y operación y mantenimiento
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CSP con los últimos datos sobre producción y costes sigu en las
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pági tes
Incluye: costes de vida útil, condiciones de la planta, almacenamiento, nas
mano de obra y operación y mantenimiento
Los colectores cilindro parabólicos son la tecnología CSP más rentable y más
CSP Parabolic Trough Report:
Costs and Performance implementada.
Your ultimate guide to costs and performance factors
that determine the profitability of Parabolic Trough CSP A pesar de ello, solo unos pocos promotores y EPCs conocen los costes reales y no
están dispuestos a compartirlos. Sin embargo, el coste de esta tecnología dictará
cuantos megavatios serán instalados a medio y largo plazo.
Este informe te ofrece información económica detallada tanto si eres un
promotor que invierte directamente en plantas de CSP como si eres proveedor de
componentes o servicios y necesitas decidir si invertir en nuevas instalaciones de
fabricación, en equipamiento o contratar a más personal. Este informe ofrece una
claridad sin precedentes sobre los costes de la tecnología de colectores cilindro
parabólicos de CSP.
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CSP Parabolic Trough Report: Costs and Performance CSP Parabolic Trough Report: Costs and Performance
• Modelos realistas de Coste Nivelado de la Energía (LCOE,
Parabolic Trough Technology
por sus siglas en inglés) basados en los últimos datos
Appendix
• Desglose detallado de costes de la tecnología de
Parabolic Trough Collector Designs
CSP Parabolic Trough Report: Costs and Performance
Figure 3 – Yearly Direct Irradiance in (kWh/m2/day) (World Resources Institute 2010b) Item Material Cost Labor Cost Total
TES
colectores cilindro parabólicos de CSP
TES – Pumps & Heat Exchangers 0 0 0
TES – Heater 0 0 0
TES – Tanks 0 0 0
TES – Storage Fluid 0 0 0
•
TES – Piping, Insulation, Valves, & Fittings 0 0 0
Torque-Tube manufacturing is simple, as minimal elements need to be
Perfiles de todos los diseños de colectores cilindro
TES – Foundations & Support Structures 0 0 0
welded onto the tube. The design features a hot-galvanized surface
finish and is shipped completely finished to the plant site, so no later TES – Instrumentation & Controls 0 0 0
fittings are required. TOTAL 0 0 0
Power Block
The tube, cantilever arms and HCE supports are the sole elements
parabólicos de CSP que están actualmente en el mercado
which require being assembled in-situ using an accurate machine Power Plant – Steam Turbine Generator Island 15,000,000 540,000 15,540,000
jig. Those assembly fixtures are temporarily placed in the assembly Power Plant – Solar Steam Generator Equipment 2,000,000 85,000 2,085,000
building, on the construction site (Castaneda et al. 2006).
Power Plant – Blowdown System 70,000 20,000 90,000
There are two variants to the design: the regular collector, and the Power Plant – Cooling Systems 1,000,000 60,000 1,060,000
reinforced collector. Both enable installation of PTC solar fields in areas Power Plant – Condensate System 275,000 80,000 355,000
•
with very different wind classes, while preserving the same collector
Power Plant – Feedwater System 1,300,000 230,000 1,530,000
structure. This collector type, shown in Figure 12 and Figure 13, was
Análisis de beneficios económicos en la elección de la
relationship between the given locations on Earth with respect to the deployed and is under operation in the 50MW Extresol 1 plant in Spain. Power Plant – Auxiliary Cooling Water System 300,000 130,000 430,000
sun as well as to the atmosphere through which light travels. The DNI It is also planned for use in Spain on the Extresol 2 & 3, and on the Power Plant – Steam Piping, Insulation, Valves, & Fittings 1,500,000 340,000 1,840,000
consists of the component of sunlight that is not abruptly altered by Andasol 3 & 4 solar power plants.
the atmosphere, that is, direct or beam irradiation. By traversing the Power Plant – Fuel Gas Handling & Metering System 80,000 90,000 170,000
atmosphere, radiation undergoes refraction, which slightly deviates 2.4.4 SGX-1 and SGX-2 Power Plant – Water Treatment System 900,000 165,000 1,065,000
tecnología, incluyendo enfriamiento en seco versus
its path. Sensors are therefore mounted to the PTC to complement In early 2000, the American company Solargenix initiated the Advanced Power Plant – Power Distribution Systems 5,000,000 155,000 5,155,000
the control system’s transfer function, calculating the sun’s position Trough Development Project with funding from the DOE CSP Program
and reducing positioning error. The potential for CSP thermal energy Power Plant – Backup Power Systems 200,000 10,000 210,000
and support from the Nevada Southwest Energy Partnership (Gee &
systems is highly dependent on geographic location, as per Figure 3. Hale 2005). Since then, two generations of PTCs have been developed Power Plant – Instrumentation & Controls System 1,000,000 200,000 1,200,000
Suitable CSP sites typically offer DNI greater than 2000kWh/m2/annum by Solargenix, referred to as the SGX-1 and SGX-2. Power Plant – Fire Protection System 1,000,000 115,000 1,115,000
and are pictured, from light orange to light yellow, in Figure 3.
enfriamiento en húmedo, o almacenamiento térmico
Power Plant – Foundations & Support Structures 1,400,000 1,000,000 2,400,000
The SGX-1 collector builds on the experience gained during the
Several other performance metrics are required and are generally used operation of the LUZ collectors in the SEGS plants. The design is based Power Plant – Buildings 1,300,000 25,000 1,325,000
for characterising the environmental factors affecting the performance
Power Plant – BOP Mechanical Systems 1,750,000 400,000 2,150,000
of CSP thermal power systems. Figure 12 – SENER PTC (SENER)
Power Plant – BOP Electrical Systems 1,250,000 1,000,000 2,250,000
versus termosolar sin almacenamiento
The Capacity Factor of a power plant is defined as the ratio (%) of the TOTAL 35,325,000 4,645,000 39,970,000
average power produced over the rated power (nameplate capacity) for
Contingency (total) 10% of direct cost 16,002,000
a given period of time, usually a year. It is an important factor since the
main objective is to provide the grid with a constant and reliable source
of electricity. For a renewable technology such as CSP, this entails DIRECT CAPITAL COSTS (DC) 176,022,000
•
forecasting the DNI resource. This is crucial due to the intermittency
of the sun’s irradiation on Earth and the attenuation processes
associated with the Earth’s atmosphere.
The average capacity factor of the PTC in the United States is estimated
to be 31.2% (Annual Energy Outlook 2010a). Since the capacity factor
18 74
Tendencias económicas para la termosolar de colectores
cilindro parabólicos de CSP en los próximos cinco años.
32
¿para quién es este informe? cómo se ha elaborado el informe
Proveedores de servicios y componentes de la industria Los autores entrevistaron a más de 45 ejecutivos senior y empresas
termosolar: estos grupos descubrirán cuántos recursos se deben involucradas en la termosolar como promotores, fabricantes
comprometer para servir a esta industria naciente cómo de rápido de componentes, EPC y laboratorios de investigación. Todos
crecerá y cómo competir en este mercado. estos profesionales tienen amplia experiencia en la promoción,
construcción y operación de plantas termosolares.
Promotores potenciales: comprar este informé les ayudará a
estimar los costes e ingresos que podrían esperar de una planta En estas entrevistas recopilamos datos sobre los gastos, como por
con el fin de evaluar sus inversiones financieras. ejemplo los costes del agua, seguros y mano de obra necesaria
para calcular los costes de la CSP. Los datos recopilados, a
Entre los anteriores compradores de informes de CSP Today
continuación, fueron analizados por medio del Solar Advisory
hay promotores, EPCs, contratistas, empresas de asesoría en
Model (SAM), un modelo de pruebas desarrollado por el NREL
ingeniería, inversores, académicos y organizaciones sin ánimo de
(Laboratorio Nacional de Energías Renovables de Estados Unidos)
lucro. Reserva hoy tu copia para asegurarte que no te pierdes esta
y que es el estándar por excelencia del sector a la hora de realizar
información crucial.
pruebas. Los resultados de esta simulación constituyen la piedra
angular de este informe.
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Figuras con trayectoria en el sector, incluyendo científicos
del CIEMAT, y promotores (Abengoa), entre otros, revisaron y
algunos de los datos del evaluaron los resultados finales y el análisis del informe.
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CSP con los últimos datos sobre producción y costes sigu en las
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pági tes
Incluye: costes de vida útil, condiciones de la planta, almacenamiento, nas
mano de obra y operación y mantenimiento
algunas conclusiones del informe
98%
de las plantas CSP actuales
funcionan con tecnología
de colectores cilindro
28% 
La caja de torsión (torque box)
parabólicos la reducción de LCOE de una
planta con almacenamiento ha sido el tipo de colector más
térmico comparada a una sin utilizado en los últimos años
almacenamiento con más de 350 MW de
capacidad instalada
70%
de las plantas CSP en fase de
construcción van a utilizar esta
tecnología 37% 20%
de reducción en explotación
y mantenimiento = 5 %
la reducción en LCOE una vez de reducción
que las instalaciones de CSP en LCOE
alcancen los 15 GW
comentarios seleccionados de entre más de 80 páginas de investigación
“Para combatir las pérdidas de
“Duplicar la capacidad de una planta presión, es necesario más bombeo,
no sólo supone ampliar el campo lo que provoca un mayor consumo
solar en la misma proporción” de electricidad y una reducción
de la producción neta de energía.
Esto disminuye, en cierta medida,
los beneficios de incrementar la
capacidad de una planta”
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4. Infor
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CSP con los últimos datos sobre producción y costes sigu en las
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Incluye: costes de vida útil, condiciones de la planta, almacenamiento, nas
mano de obra y operación y mantenimiento
índice
1. RESUMEN EJECUTIVO 6.2.2. Precio de las materias primas Figura 30 - Influencia del recurso solar
6.2.3. Desarrollo e investigación Figura 31 - cambio relativo en el LCOE por influencia
2. INTRODUCCIÓN 6.3. Factores que influyen en el desarrollo de plantas CCP individual de cada categoría
6.3.1. Precio de los combustibles fósiles Figura 32 - cambio relativo en el LCOE por influencia
3. TECNOLOGÍA DE COLECTORES CILINDRO 6.3.2. Regulación e incentivos individual de los componentes
PARABÓLICOS 6.3.3. Imposición de un precio a las emisiones de CO2 Figura 33 - cambio relativo en el LCOE asociado a cambio en
3.1. Concepto y situación actual 6.3.4. Otras aplicaciones de los colectores cilindro ciertos parámetros
3.2. Indicadores de rendimiento parabólicos Figura 34 - cambio relativo en el LCOE con el rendimiento del
3.2.1. Otras Renovables bloque de potencia y los consumos parásitos
3.3. Situación de la industria 7. CONCLUSIONES Figura 35 - Influencia del tipo de refrigeración en el LCOE
Figura 36 - comparativa del LCOE para distintas fuentes de
4. DISEÑO DE LOS COLECTORES CILINDRO 8. BIBLIOGRAFÍA energía
PARABÓLICOS Figura 37 - Coste total durante la vida útil
4.1. Componentes de un colector cilindro parabólico LISTA DE FIGURAS Figura 38 - Desglose de la inversión inicial para la planta de
4.2. Tipos de colectores cilindro parabólicos Figura 1 – Esquema de una planta de colectores cilindro referencia con SAT
4.2.1. Caja de torsión (Torque-Box) parabólicos Figura 39 - Desglose de la inversión inicial para la planta de
4.2.2. Tubo de torsión (Torque-Tube) Figura 2. Ventajas e inconvenientes de la tecnología de referencia sin SAT
4.2.3. Estructura tridimensional colectores cilindro parabólicos Figura 40 - Coste de operación y mantenimiento (planta de
4.3. Comparativa de los distintos tipos de colectores Figura 3 – Irradiación directa en kWh/m2/dia (World referencia sin SAT)
4.4. Modelos disponibles de colectores solares Resources Institute 2010b) Figura 41 - Coste de operación y mantenimiento (planta de
4.4.1. Colectores LUZ Figura 4. Potencia total instalada de plantas CCP (MW) referencia sin SAT)
4.4.2. EuroTrough Figura 5. Potencia total en fase de construcción de plantas Figura 42 - Perspectivas de reducción de costes
4.4.3. SENER Trough CCP (MW) Figura 43 - Curvas de aprendizaje de energía termosolar y
4.4.4. SGX-1 y SGX-2 Figura 6. Potencia proyectada por país para tecnologías de fotovoltaica
4.4.5. Solel 6 concentración solar Figura 44 - Evolución de la inversión inicial para plantas
4.4.6. Otros colectores Figura 7 – Torque-Box (Fernández-García et al. 2010) termosolares y fotovoltaicas
Figura 8 – Representación tridimensional de un colector Figura 45 - Perspectivas del aluminio
5. COSTES DE LAS PLANTAS DE COLECTORES Torque-Box usando CAD Figura 46 - evolución estimada del precio del petróleo
CILINDRO PARABÓLICOS Figura 9 - Torque-Tube (Fernández-García et al. 2010) (Hutzler et al. 2010)
5.1. Modelo de costes Figura 10 - Potencia instalada por tipo de colector
5.1.1. Planta referencia. Figura 11 - SKAL-ET (Flagsol) LISTA DE TABLAS
5.1.2. Datos meteorológicos Figura 12 – Colector SenerTrough a la derecha de la imagen Tabla 1 – Necesidades de terreno para distintas Fuentes
5.1.3. Parámetros de financiación (SENER) energéticas (Apt et al. 2008)
5.1.4. Parámetros económicos D Tabla 2 – Consumo de agua para distintas tecnologías de
5.1.5. Rendimiento anual de un SenerTrough mediante software CAD (Castañeda et producción eléctrica
5.1.6. Limitaciones al. 2006) Tabla 3 – Parámetros de rendimiento característicos de una
5.1.7. Producción de electricidad Figura 14 - SGX -2 en la planta Nevada Solar One (Solargenix planta CCP
5.2. Resultados del estudio de la planta de referencia Acciona) Tabla 4 – Visión global de las energías renovables
5.3. Estudio de sensibilidad Figura 15 – Colector Gossamer Space Frame Tabla 5 - Collector Type Overview
5.3.1. Potencia de la planta Figura 16 – Instalación del Heliotrough en la planta SEGS V Tabla 6 –Resumen de las características de los distintos
5.3.2. Influencia del uso de un sistema almacenamiento (Flagsol) modelos de colectores
térmico Figura 17 – Esquema en 3D del HelioTrough mediante Tabla 7 – Definición de la planta de referencia
5.3.3. Influencia de la ubicación de la planta software CAD Tabla 8 – Principales parámetros de la planta de referencia
5.3.4. Precio de los componentes Figura 18 - Albiasa Trough (Albiasa Solar) Tabla 9 – Hipótesis de financiación
5.3.5. Parámetros de rendimiento Figure 19 – Lazo de prueba ENEA (Archimedes Solar, 2010) Tabla 10 – Producción anual
5.3.6. Influencia del sistema de refrigeración Figura 20 - SkyTrough (SkyFuel) Tabla 11 – Resultados de rendimiento anual
5.3.7. Comparativa entre distintas energías renovables y Figura 21 – Colector Alcoa Tabla 12 – Consumos parásitos
convencionales Figure 22 – Metodología para calcular el LCOE (Pitz-Paal et Tabla 13 – Influencia de las mejoras técnicas en el LCOE
5.3.8. Coste total durante la vida útil de la planta al. 2007) Tabla 14 – Resumen de los costes anuales de operación y
5.3.9. Inversión inicial Figura 23 - Diagrama de flujo energético de la planta de mantenimiento para la planta de referencia
5.3.10. Costes de operación y mantenimiento de la planta referencia sin SAT Tabla 15 – Perspectivas de reducción del LCOE
5.3.11. Externalidades Figura 24 - Diagrama de flujo energético de la planta de Tabla 16 – Tecnologías termosolares de desalinización
5.3.12. Valor residual referencia con SAT Tabla 17 – Plantas CCP en funcionamiento
Figura 25 - Influencia del SAT en el LCOE Tabla 18 –Plantas CCP en fase avanzada de construcción
6. PERSPECTIVA DE COSTES Figura 26 - Desglose del LCOE Tabla 19 – Desglose de costes para la planta de referencia
6.1. Predicción del LCOE Figura 27 - Evolución del LCOE con el tamaño de la planta sin SAT
6.2. Factores que gobiernan el LCOE Figura 28 - Influencia del SAT en el LCOE Tabla 20. Desglose de costes para la planta de referencia
6.2.1. Economías de escala Figura 29 - Influencia de la ubicación de la planta con SAT
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