Estudio de factibilidad técnico-económica de integración de energía solar en procesos de secado de lodos

Abstract

Se diseña un sistema de captación, concentración y transformación de energía solar compuesta por tres subsistemas: Colector y concentrador de energía radiante, receptor que la transforma en energía térmica y generador eléctrico. El sistema es diseñado en base a suplir los requerimientos térmicos para el secado de lodos de una Planta de Tratamiento de Aguas Servidas (PTAS), el cual viene a reemplazar el sistema actual en base a una planta de cogeneración de gas natural. La planta termosolar es diseñada en base a Colectores Cilindro-Parabólicos (CCP), habilitada para ser utilizada en procesos industriales de 100 °C a 400 ºC. La tecnología CCP se seleccionó por ser la más estudiada, desarrollada y puesta en funcionamiento en plantas de concentración solar del mundo, y particularmente, instaladas en el norte de Chile. Para esto, se seleccionó la ciudad de Calama para su instalación por sus altos índices de radiación solar y favorables condiciones para la distribución de la energía generada. La planta diseñada tiene una potencia nominal de 1,5 MW, posee 12 colectores con un área de captación total de 9.810 [m2], opera durante 3.724 [h/año] y genera 8,34 [GWh/año]. Estas características son suficientes para satisfacer la demanda térmica y eléctrica del proceso industrial seleccionado, como también para tener un ingreso económico por venta de electricidad. Las estimaciones económicas indican un costo de inversión de US$ 6.012.682, con un periodo de recuperación de 7,21 años. Este valor se obtuvo utilizando información basada en estudios internacionales e información proporcionada por empresas nacionales. Además, se evaluaron los posibles ingresos adicionales al proyecto producto de la venta de bonos de carbono, los cuales ascienden a US$ 39.821 por año.