Termosolar | CSP www.futurenergyweb.es 56 FuturEnergy | Octubre/Noviembre October/November 2020 El heliostato PHOTON integra la mayor faceta existente en la actualidad en el mercado, de 7,2 m2 de superficie reflectante, cuya innovación patentada por Tewer garantiza una elevada calidad óptica en el entorno de 0,6 mrad en todo el espectro de temperaturas de operación. Esta estructura sándwich de espejo frontal-espuma-espejo trasero y curvatura esférica, elimina la degradación de calidad óptica en presencia de bloqueos y temperaturas de operación variables que sufren otras alternativas, ligados a los diferentes coeficientes de dilatación térmica de los materiales que integran estas facetas. El heliostato PHOTON es un heliostato pequeño en comparación con otros heliostatos comerciales, con una configuración bifaceta de 14,4 m2 de superficie reflectante. El diseño del heliostato está muy influenciado por una de las premisas clave del proyecto, el abaratamiento y rapidez de ejecución de la fase de implementación y puesta en marcha del campo solar. De una parte, el heliostato es autónomo en el suministro de energía mediante un sistema fotovoltaico y además está dotado de un sistema de control dedicado, cuyas comunicaciones con el campo solar se realizan mediante una red de radiofrecuencia, lo que permite minimizar los trabajos de obra civil para la ejecución de zanjas y cableado del campo solar. De otra, el sistema de control integra una compleja algoritmia de autocalibración, que elimina los requerimientos de ortogonalidad en la instalación de los pedestales, permitiendo el empleo de pedestales hincados. El heliostato aprende su cinemática al seguir el sol con un sensor integrado en la propia faceta y, en base a esta información, construye su modelo de movimiento que integra los errores de ortogonalidad. Esta ingeniería de desarrollo del heliostato no es, sin embargo, el único frente de trabajo del proyecto. El proyecto PHOTON extrapola las mencionadas características y ventajas de diseño a nivel planta y, gracias a la participación de Acciona Industrial como EPC de referencia y de Aalborg CSP como experto tecnólogo en tecnología de receptor, evalúa el impacto del uso de esta tecnología comparándola con tres casos de referencia para plantas de 50, 100 y 150 MW, empleando los correspondientes modelos de producción de planta y termodinámicos utilizados y validados por Acciona y Aalborg respectivamente, e integrándolos en un proceso de optimización iterativo que tiene como resultado una configuración de planta mejorada. Según el modelo de producción y empleando la planta Redstone de 100 MW, proyectada por ACWA Power en Sudáfrica como base comparativa, el sistema presenta una potencial reducción del CAPEX de campo solar de un 29,7 % y una reducción del OPEX del 8,8 %, llevando a una reducción del LCOE del 11,9 %. PHOTON también ha permitido desarrollar un nuevo receptor de torre central optimizado. El uso de heliostatos de elevada calidad óptica conduce la optimización de layouts a configuraciones de diseño más asimétricas. Una innovación de Tewer, pendiente de patente, combina esta característica de diseño con una geometría asimétrica del receptor, lo que aumenta la eficiencia del receptor y disminuye los costes. The PHOTON heliostat is small compared to other commercial heliostats, with a dual facet configuration providing a 14.4 m2 reflective surface. The heliostat design is very much influenced by one of the key premises of the project: costs reduction and fast solar field erection, commissioning and start-up. In the first place, the heliostat operates independently to the power supply, thanks to the PV system. It is also equipped with a dedicated control systemwhich communicates with the solar field by means of a radio frequency network. This minimises the civil works required to dig ditches and wire up the solar field. Secondly, the control system integrates a complex self-calibration algorithm, which eliminates the requirement for rectangularity when installing the pedestals, allowing pile-driven pedestals to be used. The heliostat acquires its kinematic by tracking the sun, thanks to a sensor built into the facet itself. Based on this information, it constructs its movement model taking into account rectangularity errors. This heliostat development engineering is not however the only working line of the project. PHOTON extrapolates these characteristics and the design advantages at plant level. Thanks to the participation of Acciona Industrial as the EPC contractor of reference and Aalborg CSP as the receiver technology expert, comparing it with three reference cases for 50 MW, 100 MW and 150 MW plants. It uses the corresponding plant production and thermodynamic models, as used and validated by Acciona and Aalborg respectively, and integrates them into an iterative optimisation process that results in an improved plant configuration. According to the production model and taking the 100 MW Redstone plant developed by ACWA Power in South Africa as the comparative basis, the system offers a potential reduction in the solar field CAPEX of 29.7 % and a reduction in OPEX of 8.8 %, thus reducing LCOE by 11.9 %. PHOTON has also enabled the development of a new optimised central tower receiver. Using high optical quality heliostats leads to optimised layouts characterised by more asymmetric design configurations. A patent pending innovation from Tewer couples this layout characteristic with an assymetric receiver geometry that both boosts receiver efficency and decreases costs. Apunte del heliostato realizado por Tewer para el proyecto PHOTON, durante sus pruebas de verificación. | Aiming the heliostat delivered by Tewer for the PHOTON project, during verification testing.
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