Definición conceptual El concepto se basa en que la fotovoltaica funciona durante el día, generando tanta energía como sea posible en función del valor de la radiación, y la termosolar complementa a la fotovoltaica para conseguir la generación eléctrica de la planta de acuerdo con las condiciones de la red. Durante las horas de sol, también se carga el sistema de almacenamiento térmico de la planta termosolar, con el propósito de proveer generación eléctrica flexible y constante durante las horas nocturnas. A diferencia de las plantas termosolares convencionales, en esta configuración de almacenamiento de energía durante las horas de sol, la principal prioridad es maximizar el número de días en los que el sistema de almacenamiento térmico está lleno y puede suministrar energía térmica, para así generar electricidad durante toda la noche o en períodos nublados. Además, el tamaño del campo solar es menor, gracias a la hibridación con fotovoltaica. Sin embargo, hay algunas limitaciones, aparecen unos modos transitorios al combinar fotovoltaica y termosolar. Estos límites pueden surgir en los procesos de arranque/parada de la turbina, límites de rampa de la turbina, fluctuaciones del sistema fotovoltaico, conexión a red y la inercia de la caldera solar de la planta termosolar. Todos ellos se pueden cubrir añadiendo un sistema de baterías, que opere junto al sistema fotovoltaico o termosolar, evitando valles de generación eléctrica. Otra mejora es evitar la parada de la turbina de vapor, lo que conlleva una disminución de la producción de electricidad durante la noche, evitando a la vez el sobredimensionamiento del sistema de baterías, para ello se pueden reducir los arranques en frío, obteniéndose a la vez una optimización de costes. Este tipo de planta puede proporcionar estabilidad a la red eléctrica bajo demanda, gracias en primer lugar, al sistema de baterías y en segundo, a la termosolar, convirtiéndose en una solución preferente por los operadores de redes locales, frente a las plantas convencionales de combustibles fósiles. Parámetros claves de diseño Una vez expuestos los modos esquemáticos de funcionamiento, es necesario llevar a cabo una correcta definición conceptual del tamaño de las plantas fotovoltaica y termosolar, conforme a las condiciones de la red local y las condiciones meteorológicas. Una vez definido el tamaño de ambas plantas, el siguiente paso será definir el sistema de baterías, de acuerdo con los siguientes parámetros de diseño: Conceptual definition The concept is based on PV working during the day, generating as much energy as possible depending on the radiation value. CSP complements the PV to fulfil the electricity generation requirements of the plant in line with grid conditions. During the hours of sunshine, the CSP plant’s thermal storage system is charged so that flexible and constant electricity generation can be provided during the night. Unlike conventional CSP plants, in this energy storage configuration during the hours of sunshine, the top priority is to maximise the number of days in which the thermal storage system is full and can supply thermal energy, so that electricity can be generated during the night or cloudy periods. In addition, a smaller solar field is required, thanks to hybridisation with the PV component. Nevertheless, some limitations can temporarily emerge when combining CSP and PV. These usually occur during the turbine start-up/shutdown; turbine ramping limits; fluctuations in the PV system and grid connection; and the inertia of the CSP plant’s solar boiler. These limitations can be covered by adding a battery storage system that works alongside the CSP or PV system, thereby avoiding power generation valleys. Another improvement is that it avoids shutting down the steam turbine, with the resultant reduction in electricity production during the night, at the same time as avoiding an over-dimensioning of the battery storage system, which thereby reduces cold starts while optimising costs. This type of plant can provide on demand stability to the power grid, thanks in the first place, to the battery storage system and secondly, to the CSP, making it the solution of choice for local grid operators, over conventional fossil fuel power plants. Key design parameters Having set out the schematic operating modes, a correct conceptual definition of the size of the CSP and PV plants has to be carried out, in line with local grid and weather conditions. Once the size of both plants has been defined, the next step is to define the battery storage system, according to the following design parameters: • Grid demand integration algorithm. • Enhanced frequency response algorithm (optional). HIBRIDACIÓN FOTOVOLTAICATERMOSOLAR Actualmente, una cuestión interesante es la investigación de soluciones comerciales de plantas de energías renovables, que puedan reducir el coste normalizado de la energía y proporcionar flexibilidad y capacidades de gestión a la red eléctrica. Esta es la razón por la que unir la tecnología fotovoltaica, con la gestionabilidad de la termosolar, que le otorga el almacenamiento térmico, integrando todo ello con un sistema de almacenamiento en baterías, permite generar electricidad en carga base y proporcionar control de la frecuencia de red, que puede resultar más barata que la electricidad generada por centrales convencionales. Ingeteam tiene capacidad para suministrar plantas fotovoltaicas (>8.000 Mw), soluciones de almacenamiento en baterías (24 mwh), soluciones de ingeniería, suministro y construcción de plantas termosolares (1.024 Mw), todo gracias a su experiencia y referencias en todas y cada una de las tecnologías mencionadas. CSP-PV HYBRIDISATION One of today’s interesting topics involves research into commercial solutions for renewable energy power plants to bring down the LCoE while providing the grid with flexibility and management capabilities. This is the reason why PV technology is combined with the dispatchability of CSP that benefit from thermal storage. By integrating a battery energy storage system, baseload electricity can be generated while providing control over the grid frequency, resulting in cheaper energy compared to that produced by conventional power stations. Thanks to its experience and references in each of these technology types, Ingeteam has the capacity to supply PV plants (>8,000 MW), battery storage solutions (24 MWh) as well as engineering, supply and construction solutions for CSP plants (1,024 MW). FuturEnergy | Marzo March 2017 www.futurenergyweb.es 23 Termosolar / CSP | Solar Thermal / CSP
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