Polygeneration Of Power And Desalination With Solar Energy.

Resumen

Los autores del paper explican la importancia de la poligeneración de potencia eléctrica y de desalinización de agua a partir de la energía solar. Muestran el estado del arte de las tecnologías de generación termosolar y de desalinización solar, y evalúan su impacto a la luz del desarrollo sustentable.

La hipótesis de este trabajo postula a que la poligeneración de electricidad con tecnologías CSP y la desalinización de agua con energía solar son sustentables.

Los problemas globales de agua y energía.

El mundo presenta una alta demanda de energía y agua, no se podrá satisfacer totalmente esa demanda dado los recursos disponibles, esto impone la necesidad de buscar nuevas fuentes energéticas y de producción de gua. Se plantea la solución a esto por medio del uso de la energía solar para producir potencia y agua a la vez, en un sistema de poligeneración.

Tecnologías de generación termosolar.

Existen cuatro tecnologías que permiten transformar la energía solar en energía eléctrica en forma térmica, tecnologías conocidas como CSP (Concentrating Solar Power), estas son: torre solar, cilindro parabólico, disco parabólico, y de espejos Fresnel.

La tecnología que está más desarrollada comercialmente es la del tipo cilindro parabólico.

Existen plantas cilindro parabólicas y tipo Fresnel de potencias de 5 a 200 [MW], con una eficiencia térmica de 30 a 40%. Si bien la energía generada depende de la radiación disponible, se puede decir que para generar 1 [MWh] se requiere del orden de 4 a 12 [m2] de área de colector. Una planta de combustible fósil con una potencia instalada de 50 [MW] es equivalente a 1 [km2] de área de colector.

Tecnologías de desalinización solar.

Existen dos tecnologías comerciales convencionales de desalinización: tecnologías que funcionan con procesos de membrana (tecnología de osmosis inversa (RO), y tecnología de electrodiálisis), y tecnologías que funcionan con procesos de destilación térmica (tecnología de destilación flash multifase (MSF), tecnología de destilación multiefecto (MED), y tecnología de destilación por compresión mecánica de vapor). Las tecnologías RO y MSF ocupan más del 90% del mercado.

Estas tecnologías de desalinización pueden usar energía solar, ya sea en forma térmica o la electricidad generada con este recurso.

La desalinización es altamente demandante de energía.

Poligeneración de potencia y agua: Tecnologías CSP+D.

Existen plantas convencionales de cogeneración de potencia y desalinización de agua (CPDP: Cogeneration Power Desalting Plants), son plantas que producen energía eléctrica y agua desalinizada a la vez. El proceso de desalinización que utilizan puede ser de los siguientes tipos:

- Unidades MSF, extraen el vapor de la turbina, o extraen el vapor directamente desde la caldera.

- Unidades MED, extraen el vapor desde la turbina.

- Unidades RO, obtiene la energía eléctrica desde la planta de potencia, o desde el ciclo combinado.

La energía solar se puede utilizar en la planta de generación térmica y en los desalinizadores o en ambos a la vez. Existen múltiples alternativas.

La combinación de un ciclo de potencia solar con una planta de desalinización solar se conoce como ISCC (Integrated Solar Combined Cycle Power Plant).

Resultados y conclusiones

Desde el año 1900 a la fecha la población ha aumentado de 1,6 billones a 6,6 billones, de decir, ha aumentado cuatro veces. El consumo de agua ha aumentado 6 veces y el consumo de energía ha aumentado 16 veces. Esto impone una alta demanda a los recursos naturales del planeta y al medio ambiente.

Las tecnologías CSP+D (Poligeneración de potencia eléctrica solar y desalinización solar) podría proveer

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