En su último boletín, New Energy Update informa de que los investigadores están tratando de combinar la toma de imágenes del cielo en tiempo real con los pronósticos de irradiación a fin de aumentar los ingresos y la vida útil de los componentes de las plantas termsolares. En noviembre pasado, el promotor de tecnología estadounidense Heliogen logró temperaturas de torre CSP superiores a los 1000 °C mediante el uso de cámaras y un programa de visión artificial avanzado para alinear los helióstatos con mayor precisión.
En Europa, las pruebas sobre la tecnología All Sky Imager (ASI) de WobaS realizadas en la central española de sistema cilíndrico-parabólico La Africana, de 50 MW, aumentaron los ingresos de la central en un 2% en un período de dos años, "gracias al uso de mapas de irradiación directa normal en el momento de adquirir la imagen", según explicó Stefan Wilbert, jefe del grupo de meteorología de energía solar del Instituto de Investigación Solar (DLR) de Alemania a New Energy Update.
Desarrollado por el DLR y las empresas CSP Services GmbH y TSK Flagsol Engineering GmbH, el sistema ASI de WobaS lleva a cabo un seguimiento de la variabilidad de la irradiación, típicamente causada por el movimiento de las nubes, y predice la disponibilidad energética en los siguientes 15 minutos. El proyecto está financiado por el gobierno alemán y tiene como objetivo demostrar que el sistema ASI puede contribuir a pronosticar la irradiación en la franja citada de 15 minutos.
El nowcasting, o previsión inmediata de los valores de DNI en los siguientes 15 minutos podría aumentar la eficiencia de la CSP en un 8 % en las centrales de torre CSP y en un 4 % en las centrales de sistema cilíndrico-parabólico, afirman los investigadores europeos firmantes del documento de 2018 "Impacto de la previsión inmediata de DNI en los ingresos anuales de las centrales de CSP". Y con ello, los ingresos de estas plantas.
Los resultados del estudio, con base en una central de 110 MW y una tarificación en función del precio pico, suponen unos ingresos adicionales de "entre 450.000 y 2,9 millones de euros por año al añadir un programa de previsión inmediata a la herramienta de previsión de la producción solar que ya está en funcionamiento en algunas centrales eléctricas", según explicó el equipo de investigación en el que participa el DLR.
El proyecto europeo de investigación DNICast, concluido en 2017, ya demostró avances en el hardware y en las aplicaciones de nowcast para centrales CSP con apoyo de observaciones terrestres, satélites meteorológicos y predicción meteorológica numérica (NWP).
Cobertura de las nubes
Modus operandi
El sistema WobaS utiliza cuatro cámaras con lentes de ojo de pez de 180 grados que registran la ubicación, la altura, la forma, la dirección de su movimiento y la velocidad de las nubes. Los datos se transponen a las medidas de DNI de la central a fin de determinar la energía disponible que se espera en los siguientes 15 minutos.
La nowcasting permite a los operadores de la planta ajustar los ciclos termodinámicos de forma que respondan a condiciones de nubes variables con el fin de mantener los niveles de temperatura deseados. Esto podría ayudar a los operadores a mitigar las oscilaciones repentinas del suministro solar y a proteger el equipo, sin necesidad de desenfocar o reenfocar los reflectores.
"La integración de la tecnología ASI en un sistema de colectores cilindro-parabólicos nos permite, por ejemplo, regular el flujo del medio de transferencia de calor en la central eléctrica, de modo que todos los colectores permanezcan enfocados incluso con una radiación solar fluctuante", señala Tobias Hirsch, director de proyectos del DLR, en un comunicado.
La tecnología podría ser particularmente útil en China y en Oriente Próximo y África Meridional (MENA), dos regiones clave para el crecimiento de la CSP, donde las tormentas de polvo y la contaminación atmosférica pueden originar una variabilidad importante en la DNI. Pero Incluso en emplazamientos sin obstrucciones celestes, el nuevo método de control aumenta la eficiencia de la central en torno a un 1%, ya que el pronóstico favorable permite operar la central de un modo menos conservador y más eficiente.
En el mercado hay más tecnologías de este tipo, como la de SteadyEye, desarrollada por la francesa Steadysun y Sky Cam Vision, desarrollada por la alemana Reuniwatt.
