¿Cómo logró la torre CSP de Cosin Solar alcanzar el rendimiento proyectado tan rápido?

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Fuente: Solar Paces por Susan Kraemer

Cosin Solar (anteriormente Supcon Solar) pareció irrumpir en la escena mundial de energía solar concentrada (CSP) como una empresa china de CSP de pleno derecho. Entre los proyectos piloto de China, la CSP de torre de 50 MW de Supcon Delingha con 7 horas de almacenamiento en la provincia de Qinghai fue uno de los pocos que tuvo éxito en el programa piloto de China.

El proyecto alcanzó la carga completa mucho más rápido que los primeros proyectos de CSP en los EE. UU., se conectó por primera vez a la red en diciembre de 2018 y entró en operación regular registrada por el gobierno a fines de 2019. Hablé con el presidente de Cosin Solar, Jin Jianxiang, para comprender el base de este éxito y lo que podría significar globalmente.

SK: ¿Por qué cree que su primer intento de CSP de torre tuvo éxito de inmediato, mientras que los dos proyectos de torre en EE. UU., Crescent Dunes e Ivanpah, tuvieron problemas?

JJ: Mucha gente que no conoce nuestros antecedentes cree que lo logramos en el primer intento. De hecho, hemos estado investigando la tecnología CSP durante más de 12 años, desde pruebas de laboratorio hasta pilotos de demostración, y luego hasta proyectos comerciales a gran escala en la actualidad. Además, es muy importante decir que antes de que empezáramos a trabajar en tecnología CSP, ya teníamos 20 años de buena experiencia y conocimiento en la industria de automatización y control, que es la parte central de la tecnología CSP.

Comenzamos a centrarnos en la tecnología CSP de torre en 2011. Entre 2011 y 2013, construimos un piloto de helióstato en una pequeña base de prueba en Hangzhou, provincia de Zhejiang, y luego construimos la central eléctrica de 10 MW (DSG) de Delingha. De 2013 a 2015, a través de 3 años de investigación experimental, resolvimos con éxito los problemas de control del campo del espejo, explosión del tubo absorbente de calor, fuga de la válvula de sal fundida, falla del trazado de calor eléctrico, etc. En 2015, nuestro sistema piloto de sal fundida entró en la verificación de ingeniería etapa y actualizamos la central eléctrica de 10 MW de Delingha a una central eléctrica de almacenamiento de energía con sales fundidas, que se puso en funcionamiento en agosto de 2016 y ha estado funcionando bien desde entonces.

Después de eso, nos propusimos el desafío de construir y operar al nivel de 50 MW. A través de la ingeniería, construcción y más de tres años de experiencia operativa comercial de la torre Delingha de 50 MW, hemos aprendido muchas lecciones en la aplicación de tecnología, investigación e ingeniería de CSP.

Es por eso que no es como un milagro, de repente, construimos un proyecto y luego funciona muy bien.

SK: ¿Podría describir su período de aceleración?

JJ: Nos sincronizamos con la red el 30 de diciembre de 2018 y alcanzamos la carga completa el 17 de abril de 2019. Durante la primera mitad de 2019 estuvimos en operación de prueba, para eliminar defectos y hacer pruebas de aceptación técnica por CREEI (China Renewable Energy). Instituto de Ingeniería). A partir de julio de 2019, la planta comenzó a operar normalmente con un rendimiento en constante mejora.

Las pruebas de rendimiento comenzaron a fines de septiembre de ese año, con registros de operación y mostramos que los indicadores principales eran ligeramente mejores que los valores teóricos: la temperatura máxima de la sal fundida a la salida del absorbedor de calor es de 566 ℃, la presión del vapor principal es 13,3 MPa, y la potencia de salida máxima del conjunto generador de turbina de vapor es de 52,1 MW. Durante el período de prueba de rendimiento de 182 días, 24 días estuvieron demasiado nublados para seguir funcionando, por lo que la operación real de la central eléctrica fue de 158 días. Pero no tuvimos paradas por fallas en los equipos, promediamos el 97 % y durante 76 de esos días, aproximadamente la mitad, logramos una generación de energía en un solo día de más del 100 %.

Para el primer año, desde mediados de 2019 hasta mediados de 2020, apuntábamos a 137 GWh y la producción real fue de 122 GWh, para una tasa de logro de generación de energía del 89 %. Pero hubo algunos días con cortes de la red eléctrica por mantenimiento y, teniendo en cuenta eso, la tasa de logro de generación de energía llegó al 94 % solo para la planta en sí.

SK: ¿Y cómo va ese proyecto piloto recientemente?

No hemos tenido paradas por fallas en los equipos. Durante los últimos 187 días, del 26 de agosto de 2021 al 28 de febrero de 2022, tuvimos 17 días nublados y operamos durante 170 días. Hemos promediado más del 100 % de la generación esperada durante 103 de esos días, y los 67 días restantes estuvieron un poco por debajo del 100 %. Durante este período desde agosto del año pasado, la DNI agregada fue de 1197 kWh/m², para una producción teórica de 91 GWh. Sin embargo, nuestra producción real fue de 92 GWh y nuestra tasa promedio de generación de energía fue del 101 %.

El 10 de septiembre volvimos a batir nuestro récord de generación de energía, entregando 1 GWh en un solo día. La tasa de logro de generación de energía ese día fue del 110%, equivalente a 23 horas de funcionamiento a plena carga en un solo día, incluso con solo 7 horas de almacenamiento de energía.

Para noviembre nuestra tasa promedio fue de 104%, el mejor mes desde que inició su operación comercial. Entregamos 18 GWh, la generación de energía mensual más alta en 2021.

SK: Una actuación realmente genial. Además de CREEI, ¿alguna consultoría internacional evaluó el desempeño durante ese período de prueba inicial?

JJ: Sí, invitamos a DLR y CSP Services de Alemania a verificar y evaluar el rendimiento de nuestro helióstato en el sitio, y su conclusión fue que su rendimiento cumple con las mejores prácticas de la Guía de prueba de helióstatos de SolarPACES, versión 17 2020, con espejo insignificante. deformación de la superficie y excelente precisión de seguimiento.

También invitamos a la consultora de ingeniería independiente internacional Fichtner a realizar una evaluación técnica completa y verificación de la operación de la planta durante seis meses consecutivos desde octubre de 2019 hasta marzo de 2020. Confirmaron el desempeño junto con una tendencia ascendente mensual, lo que refleja la optimización gradual. proceso.

[Fichtner declaró:
• En el primer semestre del período de evaluación de desempeño, la central alcanzó el 97,06% de la generación integral de energía y mostró una tendencia mensual ascendente, lo que refleja el proceso de optimización gradual de la estrategia de operación de la central;
• El diseño de la central ha alcanzado el nivel más avanzado de tecnologías similares en el mundo. El equipo principal tiene un diseño robusto, y el proyecto general tiene una serie de aspectos destacados del diseño, como el helióstato y su sistema de control, la minimización del número de bombas de sales fundidas, el diseño del sistema de ciclo de vapor, etc.
• La conclusión general del informe de evaluación es que la calidad de la central termosolar es avanzada y comparable a la de los proveedores de tecnología internacionales. Adopta una serie de métodos de diseño novedosos para mejorar efectivamente el rendimiento y la operación, proporcionando una generación de energía estable.]

SK: Entonces, ¿cuál es su parte en estos enormes proyectos nuevos de energías renovables mixtas que se están construyendo ahora en China para 2024?

JJ: Estamos desarrollando de forma independiente 200 MW de CSP de torre con un proyecto complementario de energía múltiple fotovoltaica de 1150 MW en Qinghai Delingha, y un proyecto de CSP de torre de 100 MW y un proyecto fotovoltaico de 600 MW en Gansu Jinta.

En 2021, como proveedor de tecnología, trabajamos con China State Power Investment Huanghe Hydropower Company y CNOOC Renewable Energy Company y nuestro consorcio ganó la oferta número 1 para el proyecto Qingyu DC Phase II, que incluye 100 MW de CSP y 900 MW de PV.

Además, estamos involucrados en varios proyectos de energía renovable múltiple en Jilin, Qinghai y Tíbet con otros inversionistas y desarrolladores chinos.

SK: ¿Y algún trabajo en el extranjero en su cartera?

JJ: Sí, hemos comenzado a buscar fuera de China en los últimos años. En 2019, firmamos el contrato EPC para el proyecto CSP MINOS 50 MW en Grecia con CGGC INTERNATIONAL LTD como consorcio. El presidente chino Xi Jinping y el primer ministro griego presenciaron conjuntamente la firma del acuerdo de cooperación multilateral para este proyecto. MINOS se encuentra ahora en la etapa de financiación.

Ahora estamos buscando activamente oportunidades comerciales en América del Sur, MENA, Europa y otras regiones. Estamos cooperando con algunos clientes y socios internacionales para el desarrollo potencial de proyectos de CSP y esperamos que estos proyectos puedan construirse en los próximos años.

Muchos países en el mundo, como Chile, España, tienen muy buenos recursos solares, mercados eléctricos abiertos y un entorno financiero flexible y también tienen una necesidad urgente y alta de energía renovable limpia, gestionable y barata. La CSP podría combinarse con otras energías renovables para proporcionar este tipo de solución de energía limpia las 24 horas del día, los 7 días de la semana, a un precio competitivo en estos países.

La fiabilidad, la madurez y la rentabilidad de la tecnología CSP de Cosin Solar han quedado bien demostradas en China. Creemos que nuestra tecnología mantendrá su buen desempeño en el mercado global. Ahora estamos listos para trabajar con más desarrolladores e inversores internacionales en la industria global de la CSP.

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