Bienvenido(a) a Crisis Energética miércoles, 02 diciembre 2020 @ 19:27 CET

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Desaladora solar termica


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petro

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Ir pensando, mañana os cuento...

SAluDOs

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PPP

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Ya voy pensando, ya:

Metales por un tubo, sal, oxidación tremebunda, corrosión tremenda, cambio de equipamientos y rotación de sistemas de desalación. Bombas, energía eléctrica para moverlas, salmuera y sus consecuencias, emisarios ¿a qué distancia de la costa?

Sostenibilidad. La lógica de vivir en una cuenca donde el agua caiga por gravedad en forma de lluvia y sea suficiente para los que en ella viven, sin grandes esfuerzos ni infraestructuras, considerando las presas hidráulicas el menor de los males.

Volúmenes de agua y de sal expulsada, por qué ductos y tuberías, con qué energía, datos concretos,

Y finalmente, la frase leninista remedada: ¿Agua, para qué? ¿Para producir lechugas en Murcia para Finlandia? ¿Para campos de golf, como el que se anuncia en Águilas, con socios que llegan en avioneta, aterrizan y se van "parqueando" al "garaje de avionetas" en su propio chalet y de ahí salen con el carrito eléctrico para los hoyos? Para hacer diecisiete Benidorms en la poca costa que queda sin cementar? Propongo añadir el chiste de el genial El Roto de hoy en El País: se ve parte del planeta Tierra y un texto que dice: resumen de la situación: “disminuye la capa de ozono y aumenta la capa de asfalto”.

Eso sí que es para pensar...

Saludos

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petro

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Os cuento:

Este verano me entere que habia un señor, que estaba buscando en mi pueblo una finca grande( mas de 200 Has),para comprar se entiende.
Como nos dedicamos a de todo un poco, nos pusimos en contacto con el, para conseguirsela.
¿Para que queria la finca? Con mucho secretismo nos lo conto:
La finca no era para el.El solo hacia de contacto.La finca se dedicaria a la produccion de energia solar termoelectrica.

IBERDROLA ha creado unas 50 sociedades filiales,para la produccion de esta energia.Las sociedades se llamaran Ibersol Murcia, Ibersol Badajoz, Ibersol............

¿Para que tantas sociedades? Muy sencillo: para acogerse a las tarifas de produccion de energia electrica en REGIMEN ESPECIAL, las instalaciones tienen que ser de menos de 50 Mw.La tarifa para la solar termoelectrica es 300% del precio "normal" del Kwh. Esto lo pagamos vosotros y yo con los impuestos del recibo de la luz.

Pues bien, me puse a investigar: queria averiguar si podia salir del "peloton de los tontos" y pasarme al de los "listos".

La inversion por cada planta de 50 Mw, "dicen" que es de 180 millones de euros. No es una cantidad que lleve normalmente en la cartera ...

¿Y algo mas pequeñito, asi como de " juguete"?

Pues SI, existe. Modulos de unos 900 m2 de captadores cilindroparabolicos y turbinas marca KKK para pequeñas potencias. Tambien haria falta un intercambiador de calor, caldera, condensadores de vapor, quemador de propano para el calentamiento inicial del aceite termico etc.

Hice mis numeros, y la cosa podria ser competitiva con la fotovoltaica pagada con su tarifa del 575%. Pero toda esa maquinaria tiene un desgaste, un mantenimiento, empleados y dolores de cabeza. Conclusion : sigo con mi fotovoltaica, que me dejara dormir la siesta tranquilo y ganando dinero.

Bueno, al tema. Os voy a decir primero lo que NO es:

No se trata de recoger agua condensada mediante plasticos

No se trata de calentar el agua que se va a desalar, para luego condensar el vapor.


Voy a comer, luego sigo

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enol

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mmmm

¿Porque pones desaladora si estas hablando de un sistema termosolar para producir electricidad?

Esperaremos a que acabes de comer para descubrir de que va el tema...

Yo opino (creo) que para eso mismo con un stirling se podria simplificar todo y sobre todo el mantenimiento, un sistema de fluido caliente y un motor, solo 3 sitios donde podria fallar.

Saludos

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Amon_Ra

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Veo que empezais un tema que auque no lo dices claro yo ya lo vi posiblenente con la nueva ley de la energia que se redacto hace poco.Como tu dices yo sigo con mi Fotovoltaica y duermo la siesta en paz Yo tambien sigo con ella ya llevo 13 años y espero hacer mis mejoras cuando pueda.
Pero lo que insinuas de este señor esta bastante claro es de todos los que seguimos el mundillo de la fotovoltaica que no hay suficiente materia prima y que los precios subiran y la capacidad es relativa por muchos motivos aunque se hable tanto aqui de las renovables y hayamos visto que con la exigua subvencion a la venta a red no en precio pues la amortizacion y rentabilidad sale para dar una puequeña rentablidad que prime el riesgo de la inversion para asi incentivarla aumentando el precio sobre el consumidor final y la gran expectacion que adesarrollado en trucos sobre la ley de consegir centralas mas grandes con subvenciones para pequeñas posiblemente por que este detalle se les paso o lo quieren permitir pero la nueva ley auque no la e leido con detenimiento ya empieza a primar mucho mas a las instalaciones aisladas que seria su verdadero
objetivo pero e aqui que el ministerio sabiendolo prima o suvbenciona la energia solar termica cosa que hace años solo estaba a nivel experimental en planta de Almeria y otras cosas anteriores primando con una tarifa como dices del 300% sobre la partida presupuestaria y como bien dices es una tecnologia mas sofisticada con un mayor coste de instalacion y unos rendimientos mas altos pero mas costosos no aptos para pequeños usuarios cosa que la fotovoltaica si.
Esta claro solo medianas PIMES reales o de paja lo pueden llevar a adelante la cuantia del precio debe de ser en realidad
lo suficientemente rentable para decidir la inversion y asumir el riesgo (toda empresa en este sistema es la unica forma ). Con lo que ya estan afilando el cuchillo para llevarse esta fraccion de el recibo de los usuarios a su bolsillo .Y como el uso de centralas de ciclo combinado tan de moda estos ultimos años saben que dependen del precio del gas entre otras cosas(Ver OPA de Gas Natural sobre ENDESA) sinergias en el sector Electrico. Es la forma de incentivar la energia solar que tienen con los presupuestos que tienen y la vision del futuro que se ven.Como siempre apaños dentro de una sociedad instrustrial que se va al carajo pero es la que tenemos en la realidad de hoy. una sociedad industrial que se apaga poco a poco que se deslocaliza que se reparte por el planeta buscando los puntos para mantenerse y sobrevivir como pueda acosta de materias primas o mano de obra mas barata igual que crecio esta decreciendo sera rapida o lenta este es el reto con mas o menos destruccion ese es el reto ms o menos muerte ese es el reto trascenderemos o pereceremos ese el el reto de la Humanidad En esta puequeña juerga de consumo energetico que hemos tenido en el siglo 20 (y digo pequeña comparandola con los 150000000 de años de la especie humana
La energia mas limpia es la que no se usa

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petro

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Antes de continuar, CUATRO preguntas para Enol:

¿Donde puedo comprar un motor Stirling?
¿Que potencia tienen?
Si tengo una averia ¿Donde puedo encontar asistencia tecnica?
¿Existen motores Stirling eficientes que no utilicen helio?

Sigo con el tema:

Tampoco se trata de producir electricidad generada por una planta solar termoelectrica, y "enchufarla" a una desaladora de osmosis inversa.

Basicamente se trataria de lo siguiente:

(AVISO: soy ingeniero de telecomunicaciones, por lo que de termodinamica voy muy justito)

Utilizar un campo de espejos cilindroparabolicos para calentar un aceite termico a 400ºC

Mediante un intercambiador de calor calentar agua normal para producir vapor

Utilizar la fuerza de expansion del vapor para obtener unos 50 bares que es lo que necesita una desaladora de osmosis inversa.

Condensar el vapor para utilizarlo en otro ciclo.


La MADRE DEL CORDERO es cual es el sistema mas adecuado para utilizar la presion del vapor.
(¿embolos, turbinas, motores de explosion adaptados...?)


Si creeis que me he pasao con los porros, decidmelo sin reparos.

SaluDOs

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enol

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jejeje, lo del stirling, le has dao donde mas le duele, no hay respuestas para tus preguntas, jeje.

Lo siento

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petro

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Entonces como el chiste....
"¿Bailas?
no
Entonces de follar ni hablamos..."

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josema77

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Las desaladoras que se están construyendo actualmente utilizan bombas centrífugas accionadas por motores eléctricos.
Podrías acoplar en un mismo eje una turbina y una bomba de estas y hacer pasar el vapor por la turbina.

La idea sería utilizar un ciclo de Rankine clásico de central térmica, pero en lugar de acoplar un alternador a la turbina acoplarle la bomba centrífuga.

De rendimientos, ni idea.

¿Quién dijo miedo?

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petro

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Gracias josema77.
Una pregunta ¿ a cuantas rpm funcionan esas bombas centrifugas?

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Amon_Ra

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Perdonar que me meta pero creo que os habeis hecho como se dice la picha un lio O el lio me lo hago yo.
Para desalar agua por energia solar no hace falta ni osmosis inversa que su coste en bombeos con electricidad ,del mar ala planta filtrajes e impulsarla para que atraviese las menbranas ceramicas que impiden el paso de la sal y vuelta con la salmuera al mar Cale un coste no estoi ultimamente muy al corriente pero el precio que me llamo mas la atencion fue sobre las 30pts m3 en electricidad que es lo que usan esos motores y sus bombas.
Para la produccion de electricidad solar termica el compañero lo a explicado bastante bien concentracion solar vapor de agua intercambiador de vapor aceite acumulacion en sodio generacion de vapor turbina alternador.
oto sistema es concentracion yenviar el calor aun fluido o directamente a un motor Stirling en fase experimentales y con rendimientos posiblemente mas altos que actuaria sobre un alternador. Para desalar el agua hace o destilarla cony 1m2 de insolacio podemos sacar de3 a5lt dia /m2 con sistemas muy esperimentados y tecnologias mas sencillas pero mas costosas
en m2 ese señor que buscaba terrenos no creo que fuera esas superficies y cerca del mar pues el precio de los terrenos al lado del mar mediterraneo que seria la zona mas idonea estan de locura y sino aparte de no quedar casi preguntar po ahi Creo que los puros hicieron efecto.
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Miguel Teixeira

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En el diseño de la desaladora solar térmica utilizaría todos los recursos renovables disponibles.
Parece que suena a destilador solar.
Para evaporar 1 litro de agua necesito aproximadamente 600 kcal,teniendo en cuenta la potencia solar en W.m-2 del lugar puedo calcular que superficie necesito para desalar los m3 requeridos.

Saludos.
Scutum

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jprebo

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Quote by Miguel Teixeira: Parece que suena a destilador solar.
Para evaporar 1 litro de agua necesito aproximadamente 600 kcal,teniendo en cuenta la potencia solar en W.m-2 del lugar puedo calcular que superficie necesito para desalar los m3 requeridos.

Saludos.


Eso depende de la presión a la que probocas la evaporación, con el sistema que patenté unido a las alternativas, podrias multiplicar esa cantidad por M2 de insolación, pero lo que pasa en este pais es que gracias a las subvenciones, a ninguna empresa le interesa producir agua desalada con un sistema demasiado barato, ya que se les acabaria el chollo. Al menos me sirve de experiencia para otros inventos que ni pienso en patentar, pero si en utilizar para uso propio, ahhhh.... si yo tubiese una casita junto al mar, iva a pasar escasez de energía y agua su prima, te lo garantizo.
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petro

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Por favor, leer lo que dije que NO era.

La osmosis inversa es el sistema mas eficiente para desalar agua. Con solo 2Kwh (1700 Kcal) se pueden desalar 1000 l de agua. NO hay que evaporar el agua. Es un derroche totalmente innecesario. Para evaporar esos 1000 litros de agua necesitaria 640000 Kcal, mas las necesarias para aumentar la temperatura del agua .

El sistema que propongo consiste simplemente en no tener que pasar por la energia electrica, para conseguir esos Kwh que se necesitan.

Es cierto que la energia termoelectrica se paga muy bien, pero se podria utilizar un sistema mixto que parte de la energia recogida en los colectores solares se convirtiera en energia mecanica para la desaladora, y otra parte en energia electrica pagada con tarifa del 300%.

Para hacer esto, yo aplicaria el primer vapor (el de mas presion) para empujar un embolo que coseguiria superar la presion osmotica del agua salada, y despues con el vapor ya a menor presion , se aplicaria a una turbina para producir electricidad con tarifa 300 %, y asi conseguir una rentabilidad mayor.

Por favor, mirar primero lo que NO es el sistema .

GRACIAS Y SALUDOS

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josema77

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Quote by petro: Gracias josema77.
Una pregunta ¿ a cuantas rpm funcionan esas bombas centrifugas?

Funcionan a 50 Hz y a 3000 V, lo que no sé es si son de 2 o 4 polos, es decir a 3000 rpm o a 1500 rpm.

Pero aunque la instalación de las turbinas, las bombas y los módulos de ósmosis inversa los metes en una nave industrial ordinaria, para lo que propones necesitas una gran extensión de terreno para los espejos y una fuente de agua salada en el mismo sitio. Al precio del m2 que tiene actualmente el litoral español es mucho más rentable promocionar suelo para vivienda turística que construir centrales-desaladoras solares.

¿Quién dijo miedo?

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Miguel Teixeira

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Hola:
Estuve buscando información sobre la desaladora.En esta clase de dispositivo el mantenimiento es bastante alto ya que en la membrana del equipo tiene los siguientes cuidados:
Acumulación de Carbonato de Calcio.
Acumulación de una película con actividad biológica
Deposición de Hierro.
Deposiciones de compuestos orgánicos.
Sería interesante tener algunas cifras de costos de operación y energéticos más concretos.
Scutum

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Alb

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Me gustaria hacer unos cuantos comentarios.

En primer lugar me parece que la idea es buena. no para aplicarla en las costas españolas, sino en jordania o arabia saudi. donde tienen grandes desiertos, espacio de sobra, necesitan agua y tienen dinero para invertir en infrastructuras y esperiencia en desalacion.
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Petro, para comparar ambas tecnologias no basta con comparar la energia que necesita el agua para atravesar una membrana con la energia que se necesita para evaporar el agua.

En primer lugar la energia requerida es mucho menor, por que se trabaja con evaporadores de multiple efecto. Es decir, el vapor produccido en un paso dece el calor en el siguiente paso condensadose. La energia se recicla y reaprovecha varias veces.
Por otra parte el tipo de energia que requiere no es el mismo, la osmosis inversa requiere de energia mecanica, que es cara. mientras que la destilacion requiere de energia termica.

Pero lo mas importante es que la Osmosis inversa tiene unos costes de infrastructura, mantenimiento, espacio, personal.. etc etc. muy superiores.
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La presión del vapor y la presion necesaria para llevar la separacion por osmosis inversa, son dos parametros diferentes.

Como ha indicado josema77, la mejor opcion seria acoplar en el mismo eje una turbina y una bomba centrifuga. Casi seguro que sea mejor utilizar varios sistemas turbina-Centifuga en serie, para lograr alcanzar la presion necesaria.

El esquema basico es muy sencillo, pero optimizar este sistema requeria un inmenso trabajo, muchas horas de simulación, e ingenio y suerte de los ingenieros, ya que entran en juego muchos parametros. Temperatura del aceite, Presion del vapor, caudal del vapor, Numero de etapas de compresion, Si se usa el vapor en paralelo o en serie. etc etc.

Por cierto,una buena elaternativa, seria utilizar el vapor de mas presion para obtener electicidad, y el de menor presion/temperatura, para desalar agua por destilacion.


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petro

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Unos datos un poco mas concretos:

Un modulo de espejos cilindrico-parabolicos que ocupa 900m2,con una superficie neta de recepcion solar de 320m2(SOLEL IND 300, lo podeis ver en www.pasch.es), anuncia los siguientes datos, para un emplazamiento en Sevilla:

(Los datos se refieren a la energia termica del aceite que se calienta durante un año,segun distintas temperaturas que alcanza el aceite)

150ºC..........304000 Kwh
200ºC..........271360 Kwh
250ºC..........192960 Kwh

sumando a lo bruto da un total de 768320 Kwh (termicos,por supuesto)

La desaladora de Malaga dice que utiliza 1,1Kwh (electricos),para desalar un m3 de agua.

Una persona en España gasta aproximadamente 25 m3 de agua potable al año.

Una pregunta para los que sepan algo de termodinamica.¿Cuantas personas creeis que se podrian abastecer con el modulo SOLEL IND 300?

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Alb

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Petro, creo que te estas equivocando al sumar los Kwh. Esa tabla son la cantidad de energia que se puede producir en cada temperatura. Como es logico cuanta mayor se la temperatura de salida del aceite menor es la cantidad de energia que se obtiene.

¿Que interesa mas aumentar la temperatura del aceite o la energia que se extrae?¿Calidad o cantidad?
Como siempre en la ingeneria, hay que llegar a un punto medio.

Por otra parte no puedes comparar los Kwh termicos del aceite con los kWh electricos. El rendimiento de conversion de energia termica a mecanica depende de la temperatura.

A tu tabla le añado una columna con el rendimiento teorico dado por el cilco de carnot. en la segunda suponiendo que el rendimiento real es un 70% del teorico. Y luego la energia mecanica que se puede obtener a cada temperatura.

T R.teor 70% teorico kwh mecanicos
150 35% 25% 304000 74579
200 42% 29% 271360 79478
250 47% 33% 192960 63955

Con estos pocos datos y esta s suposiciones tan drasticas obtenemos que lo mejos seria trabajar a 200ºC.

Con estos datos me sale el consumo de agua de 2890 personas por modulo.




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petro

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Alb
Muchas gracias por tu respuesta.
La suma es correcta. otra cosa es que sirva para algo o no.Si he dado los datos para diferentes temperaturas, comprenderas que ya me imaginaba yo ,algo de lo que me respondes ( aunque no se demasiado de termodinamica).

El dato de 1.1 Kwh electricos era para dar una idea de la energia mecanica necesaria. Tambien se obtiene un dato aproximado suponiendo la presion osmotica 600 bares, y el volumen 1 m3.

El ultimo calculo es el que no explicas. no hace falta transformar esos Kwh mecanicos en electricos para desalar.

En cualquier caso dando por buenos o aproximados esos resultados, creo que poder suministrar agua potable a 2890 personas con un captador solar de unos 1000 m2, es una solucion muy factible.
Por ejemplo, en Murcia en las nuevas urbanizaciones, se autorizan 10 viviendas por Ha. Esas 2890 personas podrian vivir en 1000 casas de una urbanizacion de 100 Has. El captador solar ocuparia solo el 0.1% de esa superficie.
A lo mejor tambien se podria poner un campo de golf de los que le gustan a PPP (... es para ver si dice algo...)

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petro

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Perdon, un error:

en lugar de 600 bares tenia que haber puesto 600 psi (aprox 40 bares)

SaLudoS

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Alb

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Hola petro

La ventaja de tu sistema es precisamente el ahorro del generador y motor electrico. Se utiliza directamente la energia mecanica sin el paso intermedio de transformarla a electricidad.

La ultima columna de la tabla es la energia mecanica que se podria extraer de cada panel. La he calculado de manera muy aproximada como un 70% de la energia del maximo teorico(Ciclo de carnot), las turbinas reales siguen un ciclo termico menor eficiente y ademas hay perdidas de calor, rozamientos etc etc.

Si luego se convirtiera la energia mecanica en electricidad en el generador habira que tener en cuenta mas perdidas. (Que en este caso te ahorrarias al utilizar directamente la energia mecanica)

Sin embargo creo que seria mas provechoso utilizar la energia mecanica para generar electricidad y el calor residual para destilar agua mediante evaporacion a vacio.

La energia solar termica tiene una importante ventaja sobre la fotovoltaica y que todavia no hemos comentado... y es que se puede acumular. Se puede almacenar el aceite a 200ºC para utilizarlo para obtener electricidad cuando se necesite.

Todas las horas son CET. Hora actual 07:27 .

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