Sistema térmico fotovoltaico de concentración flotante para la captura de carbono

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La empresa noruega de investigación Sintef y el especialista noruego en energía fotovoltaica flotante Svalin Solar están desarrollando un receptor térmico fotovoltaico de concentración flotante (CPVT, por sus siglas en inglés) destinado a instalaciones de captura de carbono.

“El requisito energético necesario para la extracción de CO2 es quizá el factor más dominante en la tecnología de captura postcombustión basada en disolventes”, declaró a pv magazine Martin Bellmann, director de desarrollo de negocio de Sintef. En esencia, cualquier tecnología que reduzca significativamente el llamado “reboiler duty” (consumo de energía para el stripping de CO2) es muy codiciada”.

Las dos empresas describieron la nueva tecnología como un sistema de captura de carbono asistido por energía solar que genera total o parcialmente la energía térmica necesaria para la separación de gases.

“El diseño CPVT propuesto es un sistema de seguimiento de un solo eje del tipo ‘lineal pasante’, en el que las filas de espejos curvados giran mecánicamente de modo que la dirección longitudinal de los espejos es siempre paralela a la luz solar incidente y sigue el movimiento diario del sol”, añadió Bellmann. “Pueden alcanzarse ratios de concentración de unos 10 soles”.

El receptor CPVT se basa en un tubo al que se adhieren bandas de células solares. La reducida superficie del receptor CPVT permite utilizar células fotovoltaicas de alta eficiencia. “Aunque estas células fotovoltaicas son más caras, el coste puede compensarse con la menor superficie necesaria”, explica Bellmann. “Hay que tener en cuenta el silicio cristalino convencional y las células multiunión. Entonces se evaluará la relación precio-rendimiento, una vez que el prototipo esté en funcionamiento y hayamos recopilado suficientes datos de las pruebas de ensayo.”

Según Sintef, la gestión térmica eficaz del receptor CPVT se consigue mediante un fluido de transferencia de calor que circula por las tuberías. El fluido frío entra en la red de tuberías por la entrada recogiendo el calor del receptor y manteniendo las células fotovoltaicas a baja temperatura. A continuación, el calor recogido se transfiere a una bomba de calor de alta temperatura (HTHP), que actúa como un amplificador auxiliar de energía térmica que mejora el calor residual y el calor a baja temperatura del receptor para la producción de vapor en el proceso de almacenamiento de captura de carbono (CCS).

La energía eléctrica producida por las células fotovoltaicas puede suministrarse a la red o utilizarse directamente para alimentar la HTHP u otros procesos auxiliares del proceso de CAC.

Sintef trabaja actualmente en el diseño y la ampliación del diseño de la planta de Svalin Solar y tiene previsto comprar los componentes y montar una instalación piloto en el verano de 2024. “Inicialmente, la planta se probará en tierra firme como parte de una instalación de captura de carbono existente que Sintef opera en Tiller, a las afueras de Trondheim”, declaró Bellmann. “Para lograr un diseño rentable del sistema CPVT, es crucial comprender si la producción anual de energía, tanto térmica como eléctrica, puede compensar los costes añadidos de instalación, seguimiento y mantenimiento”.

El demostrador formará parte del proyecto financiado por la UE “Transformación de las industrias de proceso con uso intensivo de energía mediante la integración de la energía, el proceso y la flexibilidad de las materias primas” (TRINEFLEX), que cuenta con un presupuesto total de 19,3 millones de euros (21,2 millones de dólares) y en el que participan 28 socios.

Otros investigadores de Sintef han desarrollado recientemente una estructura flotante para energía fotovoltaica marina, una bomba de calor industrial de alta temperatura que puede funcionar con agua pura como medio de trabajo y una plataforma solar flotante para su uso en proyectos de acuicultura.

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