El sistema de control de campo solar gestiona el funcionamiento de 2.650 heliostatos repartidos en 185 hectáreas. Gemasolar es la primera planta en el mundo que aplica la tecnología de receptor de torre central y almacenamiento térmico en sales fundidas
Las necesidades de la central termoeléctrica de Gemasolar
Torresol Energy es una alianza entre SENER, ingeniería privada española, y Masdar, una empresa de Abu Dhabi centrada en el diseño de tecnología energética alternativa y renovable.
Torresol Energy opera en Europa, África, Oriente Medio y Estados Unidos. Cada proyecto de Torresol está relacionado e incorpora las últimas tecnologías en energías renovables. La alianza ayuda a que las centrales de concentración solar (Concentrating Solar Power, CSP) sean una opción económicamente competitiva a nivel mundial.
El objetivo principal de Torresol es promover y poner en marcha plantas CSP que sean viables, sostenibles y que puedan actuar como alternativa a las fuentes tradicionales de energía. Torresol ha superado las barreras que establecían las técnicas tradicionales de energía solar y continúa innovando con tecnologías de receptor de torre central y almacenamiento térmico en sales fundidas que permite la producción de electricidad en ausencia de radiación solar. El calor recogido por las sales, capaces de alcanzar temperaturas superiores a los 500º, sirve para generar vapor y, con él, producir energía eléctrica. El excedente de calor acumulado durante las horas de insolación se almacena en el tanque de sales calientes. De este modo, Gemasolar tiene la capacidad de producir energía eléctrica 24 horas al día durante muchos meses del año.
La solución de Schneider Electric
La implementación de la metodología a la hora de diseñar la solución se dividió en 3 fases:
1- Diseño e ingeniería
2- Programación y construcción
3- Puesta en marcha
La construcción de la planta, que comenzó en 2009, tenía una duración prevista de dos años. En julio de 2011, la central ha empezado a operar al 100% de su capacidad.
La central termoeléctrica Gemasolar incluye tres sistemas de control diferentes:
• El control individual del heliostato, que proporcionaría la gestión de orientación de cada espejo.
• El sistema de control del campo solar, que coordinaría y gestionaría el funcionamiento de más de 2.000 heliostatos, concretamente 2.650 en 185 hectáreas.
• El sistema de control distribuido, que permitiría la gestión de todos los subsistemas, como la captación de energía solar, la gestión del horno de las sales fundidas en la torre central y la generación de vapor a alta presión para el ciclo de turbinas.
Los sistemas principales en la central Gemasolar comprenderían la tecnología de la torre central con los 2.650 sistemas de control local para los helióstatos, el sistema de recepción central y el sistema de almacenamiento de calor de sales fundidas. Cada sistema de control local de los helióstatos requiere de un PLC Modicon M340 de Schneider Electric para la gestión del movimiento de cada espejo o heliostato.
El sistema de control del campo solar gestiona el movimiento de todos los helióstatos, un complejo sistema compuesto por:
• 2.650 controladores y actuadores de orientación de cada helióstato.
• 52 concentradores de señales y órdenes de sincronización.
• 564 switches que garantizan la comunicación y la actuación en tiempo real.
El amplio campo de los helióstatos, diseminados a lo largo de una extensa área geográfica, está controlado a través de una red de comunicaciones industrial formada por 26 anillos de fibra óptica. Para alcanzar el nivel adecuado de conectividad de red y fiabilidad, Schneider Electric colaboró con Hirschmann Electronics. Esta empresa aportó su know-how en redes industriales, lo que ayudó a configurar esta compleja solución en el ámbito de las energías renovables.
Beneficios para Gemasolar
La solución aportada por Schneider Electric garantiza la alta disponibilidad, la fiabilidad y la eficiencia.
Schneider Electric recomendó y diseñó una arquitectura de control integrado de los sistemas para Torresol Energy. La integración del control del sistema solar y del sistema de control distribuido comportó los siguientes beneficios:
• Eficiencia: Schneider Electric ha contribuido a controlar y optimizar las inversiones necesarias de capital para este proyecto diseñando una solución que utiliza paneles de protección y control para utilización industrial (incorporando además, racks de servidores, comunicaciones, controladores y armarios I/O) y todo en una arquitectura de red optimizada.
• Tecnología común y plataformas de control que garantizan la máxima sencillez: La aplicación del sistema de control híbrido sg2, controladores Quantum, PLCs M340 y Vijeo Citect Scada permiten al cliente a simplificar los procedimientos de mantenimiento y a gestionar más fácilmente las distintas áreas de proceso distribuidas en la infraestructura de la planta.
• Aplicación del sistema de supervisión global: el proyecto diseñado para Torresol Energy está integrado desde un punto de vista del proceso global, con los mismos procedimientos operativos para los operadores de sistemas.
• Arquitectura de control del sistema que garantiza alta disponibilidad y fiabilidad.
• Topología de anillo redundante con un único entorno de software que permite actualizaciones simultáneas de firmware y software desde una estación de ingeniería centralizada a distancia.
• El aislamiento del fallo y las redundancias by-pass son diseñadas para garantizar la continuidad de servicio.
• Máxima seguridad en la planta
• Resultado optimizado del sistema de generación de energía.