Sustainable Heat & Power Europe GmbH

Vapor para procesos industriales

Introducción

energy use

En el año 2007, el sector industrial de los países de la Unión Europea (EU-27) tuvo una demanda de energía térmica de unos 2.600 TWh (fuente: Eurostat) equivalente al 69,3 % de la demanda total de energía. Gran parte de esta demanda procede de procesos a temperaturas de 400ºC y menores. Se puede derivar que en otros países (aptos para instalaciones solares térmicas), la situación en la industria es similar, dando lugar a un potencial alto para la integración de energía solar térmica.

Configuración

En procesos industriales con demanda de vapor, se suele consumir vapor saturado. La presión se determina por la temperatura de saturación demandada que corresponde a la temperatura más alta demandada en el sistema. El vapor se suele generar o con calderas convencionales o con plantas de cogeneración; en el caso de que proceda de una planta de cogeneración, el vapor generado por la caldera se extrae de la salida de una turbina de contrapresión y/o de extracciones de la turbina. 

En ambos casos se puede reemplazar la caldera convencional totalmente por un campo solar térmico, puesto que se dispone de un sistema de acumulación de energía térmica. El vapor generado del campo solar por eso puede reemplazar completamente combustibles fósiles que reduce tanto costes y dependencia de los combustibles como emisiones de CO2 en la producción de productos.

Aplicaciones

Existen las siguientes aplicaciones para la energía solar térmica en procesos industriales (como por ejemplo en la industria química, alimentaria y de textiles):

  • Vapor/calor para procesos industriales
    Se usa directamente en procesos endotérmicos de la industria (por ejemplo en reacciones químicas, lavado, secado y esterilización)
  • Refrigeración
    Otra aplicación principal para el calor solar obtenido es convertirlo en el contrario: frío. Esto se lleva a cabo usando máquinas de absorción accionadas por el calor. El principio de funcionamiento es parecido a lo de máquinas de compresión convencionales. La diferencia es que el calor se encarga de la función del compresor, lo que ahorra electricidad. Existen máquinas de absorción de una, dos o tres etapas. Para procesos de aire acondicionado se suelen emplear máquinas de una etapa (medio de absorción: bromuro de litio), para procesos de refrigeración se usan máquinas de doble o triple efecto (etapas) empleando amoniaco. El número de efectos/etapas y la temperatura del refrigerante depende de la temperatura disponible de la energía solar térmica (rango desde 60ºC a 250 ºC y más).
  • Desalación térmica de agua marina
    Una tercera aplicación para la energía solar térmica es la desalación de agua marina o salobre. Es una aplicación muy atractiva ya que en zonas de alta irradiación suele haber problemas con el suministro de agua potable para la población y la agricultura. Una tecnología que se basa en el uso del calor es el proceso MED (desalación de efecto múltiple). El calor/vapor entregado a la primera etapa hace evaporar el agua de esta etapa; el vapor producido asciende a la segunda etapa donde cede su calor a esta etapa de la cual también se evapora agua como resultado mientras el condensado del vapor de la primera etapa se recoge. (El proceso se mantiene gracias a un vacío creciente entre la primera etapa y la última.) Una ventaja clave es que este proceso requiere temperaturas de sólo 70 ºC - 80 ºC, así que se puede accionar con el calor residual de un motor de combustión o una turbina de vapor o el calor obtenido en captadores planos o de tubo de vacío.

Ventajas

La energía solar térmica ofrece una amplia serie de ventajas. Se puede acoplar fácilmente a procesos de instalaciones existentes, puesto que se dispone del área necesaria (en el tejado o terreno anexo) para el campo solar. La integración en sistemas existentes garantiza el suministro de calor/vapor en tiempos de insuficiente irradiación por las calderas existentes. Vapor generado por energía solar ahorra combustibles fósiles y reduce emisiones de CO2 en la industria y en sus procesos de producción. En combinación con una turbina de vapor, el vapor generado primero se usa para la producción de electricidad y el vapor requerido para los procesos industriales se puede recoger a la salida de la turbina o extraer de otro punto de la turbina. Este tipo de cogeneración suele representar beneficios económicos importantes al operador de la planta.

Nuestro Servicio

No sólo tenemos muchos años de experiencia técnica, SHP Europe también tiene recursos excelentes de partners nacionales e internacionales a su disposición. Ofrecemos los siguientes servicios:

  • Verificación del solar y servicios de desarrollo del proyecto
  • Estudios de viabilidad y análisis del potencial de generación, concepto técnico y cálculos económicos de la MSTPP
  • Diseño y gestión de proyecto para MSTPPs
  • Campañas de medición de irradiación