Estudio medioambiental de materiales y compuestos avanzados para centrales termosolares de receptor central de torre con almacenamiento térmico

Resumen

La generación de electricidad a partir de fuentes de energía renovables implica pequeñas cargas ambientales, un hecho demostrado por la técnica de análisis de ciclo de vida (ACV), siendo el método más adecuado para determinar el impacto ambiental. La técnica ACV enfocada a las plantas termosolares, representa los impactos asociados a todas las fases del ciclo de vida de una planta CSP, por lo general durante un período de 30 años, que incluye entre otros la extracción de materias primas, componentes de procesamiento, la construcción de la planta, operación, mantenimiento y desmantelamiento. En este trabajo se ha realizado un estudio análogo al efectuado por NREL (2011) para plantas receptores de colectores cilindro-parabólicos, realizando un análisis de la evaluación del ciclo de vida comparativo de las diferentes plantas de tecnología CSP con receptor central de torre "Power Tower" y diferente potencia teniendo en cuenta dos tipos de sales fundidas (Sal Solar Binaria y Sal Solar "Hitec") los tipos y cantidades de materiales utilizados se han limitado al receptor de torre, conductos, tanques de almacenamiento de la sal y el intercambiador. De este modo se obtuvieron los impactos ambientales de los diferentes materiales y compuestos comentados mediante el apoyo de los datos de inventario publicados en las diferentes bases de datos existentes, así como los obtenidos mediante la herramienta informática SAM. Este estudio representa un paso importante en los procesos de operación y almacenamiento térmico con este tipo de tecnología CSP que, junto con el campo de helióstatos representa la mayor parte del inventario de toda la planta y que se correspondería con las mismas emisiones proporción de GEI. El objetivo principal de esta tesis es el análisis medioambiental comparativo de plantas (CSP) con tecnología de receptor central de torre con almacenamiento térmico mediante sales fundidas, de dos plantas termosolares de diferente potencia y en la misma ubicación, con el fin de saber cuál de ellas es ambientalmente más respetuosa con el medio ambiente, basándose en el uso de dos aleaciones específicas para los sistemas considerados y dos tipos diferentes de compuestos de almacenamiento térmico. Para este propósito, se realizó una evaluación del ciclo de vida (ACV), en primer lugar, de las aleaciones utilizadas para los sistemas de plantas consideradas y las sales fundidas como compuestos para almacenamiento térmico. A continuación, un ACV comparativo de cada una de las plantas que participan en el estudio de estos dos tipos seleccionados sales fundidas. Las diferentes evaluaciones realizadas para esta tecnología conducen a resultados con un bajo impacto ambiental y alto retorno de energía durante la vida útil de las plantas consideradas. Para el desarrollo de estos estudios se ha utilizado la aplicación informática SimaPro8 con el IPCC (Panel Intergubernamental para el Cambio Climático), CED (demanda de energía acumulada) y diferentes metodologías orientadas a la valoración de los diferentes tipos de enfoque de daños. Las principales tareas que se llevan a cabo en esta tesis son: ¿ Descripción de los principales aspectos de la relación del sol con energía solar. ¿ Descripción de la metodología de evaluación del ciclo de vida (ACV). ¿ Descripción de las principales tecnologías solares térmicas. ¿ Fundamentos teóricos de las aleaciones que participan en el estudio, así como el comportamiento de los compuestos de almacenamiento térmico considerado. ¿ Análisis del Ciclo de Vida de las aleaciones, materiales compuestos y almacenamiento térmico central de receptor central CSP y la torre. ¿ Análisis comparativo entre cada una de las plantas con el fin de cuantificar los impactos ambientales de las diferentes potencias que permitan la sostenibilidad de la planta.