1  

 

2  

ANNUAL REPORT 2017 

Edited by 

Marta Ruiz McEwan 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

NIPO: 058‐17‐015‐9 

3  

CONTENTS 

1. General Presentation……………………………………………………………………………………………………     10                                              

2. Facilities and Infrastructure………………………………………………………………………………………….     15 

2.1 Experimental  installations  and  Laboratories  existing  at  PSA  for  Solar  Thermal 

Concentrating Systems…………………………………………………………………………………………      15 

2.1.1 PSA Experimental facilities for Solar Thermal Concentrating Systems……       15 

2.1.2 Laboratory of Solar Concentrating Systems Unit…………………………………….      37 

2.2 Experimental Installations for Solar Desalination of Water…………………………………..      46 

2.2.1              Durability  and  Characterization  of Materials  under  Concentrated  Solar 

Radiation……………………………………………………………………………………………………………….  47 

2.2.2       Advanced Optical Coatings………………………………………………………………………  49 

2.2.3       Solar Reflector Durability Analysis and Optical Characterization……………..  51 

2.2.4              Receivers  Testing  and  Characterization  for  Concentrating  Solar  Thermal 

Systems………………………………………………………………………………………………………………….  54 

2.2.5       Solar Hydrogen…………………………………………………………………………………………  57 

2.2.6       Radiometry………………………………………………………………………………………………  60 

2.2.7       Materials and Components for Molten Salt Circuits………………………………..  61 

2.2.8       Materials for Thermal Storage…………………………………………………………………  62 

2.2.9       Geometrical Characterization of Solar Concentrators……………………………..  63 

2.3 Experimental Installation for Solar Decontamination and Disinfection of Water….  65        

2.3.1 Solar Treatment of Water Facilities………………………………………………………….  65 

2.3.2 PSA Water Technologies Laboratory…………………………………………………………  73 

2.4 Experimental Installations for the Evaluation of the Energy Efficiency in Buildings..  77 

3. Solar Concentrating Systems Unit………………………………………………………………………………….  79 

3.1 Introduction……………………………………………………………………………………………………………  79 

3.2 Projects………………………………………………………………………………………………………………….  79 

3.3 Medium Concentrating Unit………………………………………………………………………………….  85 

3.3.1 Introduction…………………………………………………………………………………………….  85 

3.3.2 Projects……………………………………………………………………………………………………  85 

3.4 High Concentrating Unit………………………………………………………………………………………..  89 

3.4.1 Introduction ……………………………………………………………………………………………  89 

3.4.2 Project…………………………………………………………………………………………………….  90 

3.5 Solar Fuels/Solarisation of Industrial Processes Group………………………………………….  95 

3.5.1 Introduction ……………………………………………………………………………………………  95 

3.5.2 Projects……………………………………………………………………………………………………  95 

3.6 Thermal Storage Group…………………………………………………………………………………………   103 

3.6.1 Introduction……………………………………………………………………………………………    103 

3.6.2 Projects………………………………………………………………………………………………….    103 

4. Solar Desalination Unit……………………………………………………………………………………………….     105 

4.1 Introduction…………………………………………………………………………………………………………    105 4.2 Projects……………………………………………………………………………………………………………….     106 

5. Water Solar Treatment Unit……………………………………………………………………………………….     111 

5.1 Introduction………………………………………………………………………………………………………..     111 5.2 Projects……………………………………………………………………………………………………………….     112 

6. Horizontal R&D and Innovative activities……………………………………………………………………     122 

6.1 Scientific  and  Technological  Alliance  for  Guaranteeing  the  European  Excellence  in Concentrating Solar Thermal Energy. STAGE‐STE………………………………………………..      122 

6.2 Solar Facilities for the European Research Area: Second Phase. SFERA‐II……………      126 6.3 Network for Excellence in Solar Thermal Energy Research. NESTER…………………….     127 

6.4 Integrating National Research Agendas on Solar Heat for Industrial Processes.  INSHIP…………………………………………………………………………………………………………………     128 

4  

6.5 Water Saving for Solar Concentrating Power. WASCOP………………………………………      129 

7. Training and Educational Activities……………………………………………………………………………..    131 

8. Events…………………………………………………………………………………………………………………………     132 

9. Publications………………………………………………………………………………………………………………..     143 

PhD Thesis………………………………………………………………………………………………………………….     143 

Solar Concentrating Systems………………………………………………………………………………………     143 

Solar Desalination Unit……………………………………………………………………………………………….     148 

Water Solar Treatment Unit……………………………………………………………………………………….     152 

Energy Efficiency in Building R&D Unit……………………………………………………………………….     158 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5  

LIST OF FIGURES 

 

Figure 1. Integration of the PSA in the CIEMAT organization……………………………………………………  10 

Figure 2. Aerial view of the Plataforma Solar de Almería…………………………………………………………  11 

Figure  3.  Management  and  technical  services  staff  grouped  in  the  PSA  Management  Unit.  a) 

Direction Unit, b) Administration unit, c) Instrumentation unit, d) IT Services unit, e) Operation unit, 

f) Cleaning and maintenance unit, f) Infrastructure unit………………………………………………………       12‐13 

Figure 4. Distribution of permanent personnel at the PSA as of December 2017……………………         14 

Figure 5. Location of the main PSA test facilities for solar thermal concentrating systems………        15 

Figure 6. The CESA‐I facility seen from the Nortt………………………………………………………………………  16 

Figure 7. Aerial view of the experimental SSPS‐CRS facility………………………………………………………  17 

Figure 8. An autonomous heliostat in the CRS field…………………………………………………………………  18 

Figure 9. Diagram of the PSA “HTF test Loop” …………………………………………………………………………  20 

Figure 10. Simplified flow diagram of the PSA DISS loop…………………………………………………………  21 

Figure 11. View of the DISS plant solar field in operation…………………………………………………………  22 

Figure 12. View of  the  IFL experimental  facility  (with parabolic‐troughs) using compressed gas as 

heat transfer fluid……………………………………………………………………………………………………………………  22 

Figure 13. Simplified system diagram of the IFL experimental facility located at the PSA………  23 

Figure 14. Diagram of the TCP‐100 2.3‐MWth parabolic‐trough facility…………………………………  24 

Figure 15. Simplified scheme of the PTTL facility……………………………………………………………………  26 

Figure 16. Photo of the linear Fresnel concentrator erected at the PSA…………………………………  27            

Figure 17. CAPSOL solar thermal test facility for small‐size parabolic‐trough collectors…………  28 

Figure 18. Side view of Kontas test bench and the heating cooling unit…………………………………  29 

Figure 19. View of the PROMETEO test facility………………………………………………………………………  30 

Figure 20. View of a parabolic‐dish DISTAL‐ II…………………………………………………………………………  31 

Figure 21. Front and back views of the EURODISH…………………………………………………………………  31 

Figure 22. HT120 heliostat with new PSA facets……………………………………………………………………  33 

Figure 23. Back side of facet……………………………………………………………………………………………………  33 

Figure 24. HT120 heliostat in tracking. ……………………………………………………………………………….…          33 

Figure 25. Interior view of the PSA SF‐60 Solar Furnace in operation……………………………………  34 

Figure 26. Interior of the SF‐40 solar furnace, showing the parabolic concentrator………………  35 

Figure 27. Concentrator of the SF‐5 Furnace…………………………………………………………………………  36 

Figure 28. Molten salt test loop……………………………………………………………………………………………  36 

Figure 29. The PSA SOL‐14 MED Plant  (left), double‐effect LiBr‐H2O absorption heat pump  (upper 

right) and 606‐m2 flat plate solar collector field (bottom right) ……………………………………………  38 

Figure 30. The 606‐m2 large‐aperture flat plate solar collector field (AQUASOL‐II) ………………  39 

Figure 31. View of the outside of the CSP+D test bed building with the air coolers1 (left) and partial 

view of the interior of the CSP+D test bench (right) ………………………………………………………………  40 

Figure 32. NEP PolyTrough 1200 solar field……………………………………………………………………………  41 

Figure 33.  Internal (left) and external (right) views of the Membrane Distillation experimental test 

bed within the PSA low‐temperature solar thermal desalination facility………………………………  42 

Figure 34. Bench‐scale unit for testing membranes on isobaric MD………………………………………  43 

Figure 35. Bench‐scale unit for testing MD with flat‐sheet membranes…………………………………  44 

Figure 36. Bench‐scale unit for testing FO and PRO………………………………………………………………  45 

Figure 37. Test bed for FO‐RO combination research……………………………………………………………  46 

Figure 38. View of the Metallography Room in the Solar Furnaces building…………………………  48 

Figure 39. View of a) Microscopy Room b) Thermogravimetric balance inside of its room……  48 

Figure 40. Advanced optical coatings laboratories equipment………………………………………………     50‐51 

6  

Figure  41.  OPAC  solar  reflector  optical  characterization  laboratory  (left)  and  durability  analysis 

laboratory (right) …………………………………………………………………………………………………………………  53 

Figure 42. Climate chamber with corrosive gases. ………………………………………………………………………  53 

Figure 43. View of the HEATREC test chamber to measure heat  losses  in solar receiver tubes (left) 

and RESOL test bench to measure receiver’s optical efficiency (right) ………………………………………  54 

Figure 44. Test bench for volumetric receiver testing…………………………………………………………………  55 

Figure 45. Xenon lamp used in the volumetric receiver test bench at CIEMAT (Madrid) ……………  56 

Figure 46. Front view of the lab‐scale regenerative storage system in static arrangement…………  56 

Figure 47. Front view of the lab‐scale regenerative storage system in dynamic arrangement……  56 

Figure 48. Indoor Solar Simulation Loop for evaluation of materials for thermochemical cycles…  57 

Figure 49. Thermogravimetry analyser and an a 1650 º C electric furnace……………………………………  58 

Figure 50. Outdoor Solar Double Reflection disc and a fluidised bed reactor on the focus……………  59 

Figure 51. Testing of a ORESOL plant in a solar furnace to produce oxygen form regolite……………  59 

Figure 52. View of the PSA Radiometry equipment………………………………………………………………………  61 

Figure 53. IR sensor calibration using a black body………………………………………………………………………  61 

Figure 54. Test bench BES‐I for evaluation of molten salt components…………………………………………  62 

Figure 55. The HDR device……………………………………………………………………………………………………………  62 

Figure 56. The SUBMA device………………………………………………………………………………………………………  62 

Figure  57.  Angular  deviations  (left)  and  intercept  factor  (right)  of  a  parabolic‐trough  collector 

module analysed by photogrammetry…………………………………………………………………………………………  64 

Figure 58. View of  several CPC photo‐reactors  for purification of water. a) CPC  facilities  I, b) CPC 

facilities II……………………………………………………………………………………………………………………………………  67 

Figure 59. Electro‐Fenton pilot plant coupled with a 2 m2 CPC (ELECTROX) …………………………………  67 

Figure 60. View of new CPC and U‐type photoreactors (NOVA 75 V 1.0) ……………………………………… 68 

Figure 61. Solar simulator SUNTEST XLS+………………………………………………………………………………………  68 

Figure 62.  a) Equipment  for humidity elimination  in ozone gas outlet; b) Thermo‐catalytic ozone 

destructor; (c) Dissolved ozone sensor…………………………………………………………………………………………  69 

Figure 63. a) Nanofiltration pilot plant photo; b) New  lavbiew  interface  for control and automatic 

operation of the pilot plant…………………………………………………………………………………………………………… 70 

Figure 64. UVC pilot plant installed at PSA facilities. ……………………………………………………………………  70 

Figure 65. a) Biological pilot plant  installed at PSA  facilities. b) Solar pilot plant  for photocatalytic 

generation of hydrogen………………………………………………………………………………………………………………  71 

Figure 66. Wet Air Oxidation Pilot plant………………………………………………………………………………………  72 

Figure 67. CUV‐5 radiometer (left). View of all solar UV radiometers (inclined and horizontal setup) 

used in the Solar Water Treatment Unit (right) …………………………………………………………………………  72 

Figure 68. Cultivation chamber for wastewater crops irrigation reuse at PSA facilities………………  73 

Figure 69. General view of the new PSA Water Technologies Lab………………………………………………  74 

Figure  70.  a)  General  view  of  the  chromatography  lab  at  PSA  facilities.  b)  Metrohm  Ion 

chromatograph  System.  C)  Agilent  Ultra‐fast  UPLC‐DAD  analyzer.  c)  SCIEX  TripleTOF  5600+ 

equipment…………………………………………………………………………………………………………………………………  75 

Figure 71. General view of the microbiology lab at PSA facilities………………………………………………  76 

Figure 72. a) SEM (Scanning Electron Microscope). b) Optical microscope for FISH technique…  76 

Figure 73. (a) CIEMAT’s PASLINK test cell carrying out a thermal test of a PV module, (b) Schematic 

drawing of the PAS system, (c) Detail of the rotating device, (d) Exterior of the CETeB Test cell…  77 

Figure 74. (a) Solar Chimney, (b) Reference monozone building, (c) ARFRISOL Building Prototype in 

use………………………………………………………………………………………………………………………………………………  78 

Figure 75. ESTCI Project partners in the final general meeting held at Ciudad de La Plata (Argentina) 

in October 2017……………………………………………………………………………………………………………………………  80 

Figure 76. IEC/TC117 General Assembly meeting at Rabat, October 2017 with PSA participation…  82 

7  

Figure 77. Comparison of the hemispherical spectral transmittance of an uncoated quartz window 

and a SiO2 AR coated quartz window……………………………………………………………………………………………  83 

Figure 78. Test bench with mirror segments exposed outdoor in Chile…………………………………………  85 

Figure 79. SITEF project: Experimental data during early operation of PROMETEO test facility with 

Helisol5A……………………………………………………………………………………………………………………………………  88 

Figure 80. Medium Concentration Group staff working a) at Plataforma Solar de Almería in Tabernas 

(Almería) and b) at CIEMAT Headquarters in Madrid……………………………………………………………………  89 

Figure 81. Scheme of the objectives NEXTOWER will pretend to fulfil with the development of the 

project…………………………………………………………………………………………………………………………………………… 91 

Figure 82. Foams absorber on cup level (left) and rotary disc on cup lever (right) ………………………  92 

Figure 83. Local volumetric heat transfer coefficient comparison (left) and local volumetric Nusselt 

number comparison (right) …………………………………………………………………………………………………………  93 

Figure 84. Isolation conductivity as function of the working temperature……………………………………  93 

Figure 85. Digital cameras take images of the target……………………………………………………………………  94 

Figure  86.  High  Concentration Group  Staff working  at  the  Plataforma  Solar  de  Almería  (left)  and  CIEMAT‐

Madrid (right) ………………………………………………………………………………………………………………………………  95 

Figure 87. a. Photograph of the reactor array b. Final plant configuration……………………………………  96 

Figure 88.  (a) Temperature distribution of CFD  simulations.  (b) Average  temperature  in  the  tube 

surfaces distribution……………………………………………………………………………………………………………………… 98 

Figure 89. Oxygen released on the regeneration step from NiFe2O4 and LSC samples…………………  99 

Figure 90. Left: H2 evolution during cycling of SiC/SiCf (1200°C in Ar, 1000°C in Ar + steam………    101 

Figure 91. Oresol experiment with hot particles on test platform of the Solar Furnace SF60……     102 

Figure 92. Staff of the Solar Fuels/Solarisation of Industrial Processes Group……………………………    103 

Figure 93. REELCOOP storage prototype experimental data………………………………………………………   104 

Figure 94. Thermal Storage Group staff………………………………………………………………………………………  105 

Figure  95.  Pilot‐plant  for  assessment  of  combined  reverse  electrodialysis  and  membrane 

distillation…………………………………………………………………………………………………………………………………    107   

Figure 96. Members of the UDeS Unit………………………………………………………………………………………    111 

Figure  97.  a)  S.  enteritidis  abatement  by  solar  photo‐inactivation  and  H2O2/solar  with  5 mg/L, 

10mg/L and 20 mg/L at several solar UVA  irradiances under controlled conditions. b) Pilot plants 

located at PSA facilities and used for disinfection and decontamination assays of synthetic fresh‐cut 

WW, from left to right: ozonation pilot plant, solar CPC reactor and crop camera……………………    115 

Figure  98.  a)  Imagen  of  SODIS‐based  prototype  remarking  the  physical  parameters  that will  be 

assessed during solar disinfection of synthetic  rainwater. b)  Inactivation of E. coli obtained  in  the 

SODIS‐based prototype under different operational conditions. c) 90L solar reactor for and d) 140L 

solar reactor for South Africa at PSA facilities……………………………………………………………………… 116‐117 

Figure 99. Best H2 productions  for  the different  sacrificial  electron donors  and pH  values  tested 

[Cu/TiO2]=0.2  g∙L‐1.  The  accumulated  solar  energy  (kJ∙L‐1)  associated  to  each  energy  production 

appears attached to each column……………………………………………………………………………………………      118 

Figure 100. Photo‐electro‐Fenton pilot plant (4 electro cells combined with a solar CPC) for testing 

in TRICERATOPS project……………………………………………………………………………………………………………     119 

Figure  101.  UWW  disinfection  by  solar  photocatalytic  (photo‐Fenton)  and  photochemical  (solar 

photo‐inactivation and H2O2/solar) processes under natural sunlight within CPC reactor: a)E. faecalis 

b) Salmonella sp c) E. coli and d) Total coliforms  inactivation profiles against cumulative solar UV 

dose delivered by unit of time and volume of water treated (QUV) …………………………………………      120 

Figure 102.  Samples tested in Round Robin Test of optical measurements (Task 8.2.4.2) (a) and 

example of corrosion spot localized during the round robin test of solar reflectors (Task 8.1) 

(b)……………………………………………………………………………………………………………………………………….……     123 

Figure 103. Comparison of  the 4 different  configurations without  coating and with  two different 

coatings……………………………………………………………………………………………………………………………………     124 

8  

Figure 104. Comparison of the hemispherical reflectance of the pebbles coated with Pyromark 2500 

located at different positions before and after the tests for the configuration 3x13mm…………     124 

Figure 105. (Left) Web interface of the medium temperature solar collectors database developed in 

the framework of the STAGE‐STE project, and (right) example of datasheet of a particular collector 

generated by the web tool………………………………………………………………………………………………………      126 

Figure 106. 3rd SFERA Doctoral Colloquium organized by PSA‐CIEMAT in Hotel Rodalquilar (Almeria, 

Spain) (6‐8 of June 2016) ……………………………………………………………………………………………………………  127 

Figure 107. Picture of  the  test bench  for  the anti‐soiling coating  for  reflectors  (left) and absorber 

tubes (right) ……………………………………………………………………………………………………………………………      130 

Figure 108. Picture of the implantation of the new equipment to be installed at PSA facilities…    130  

Figure 109. Steam generator already purchased at PSA facilities………………………………………………    131 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9  

 

 

LIST OF TABLES 

 

Table 1. Summarize of CPC pilot plants at PSA facilities…………………………………………………………  66 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10  

 

 

1.GE 

The 

Energ

techn

the C

The f

• C

• C

a

EnergDepartm

Mª Lui

Plataforma Almer

Ju

ENERALPR

Plataforma 

géticas, Med

nology resea

CIEMAT organ

following goa

Contribute to

Contribute to

nd environm

gy ment

sa Castaño

Solar de ríalián Blanco

Deputy D

Gene

RESENTAT

Solar  de  A

dioambienta

arch, develop

nization as a

Figure 

als inspire its

o establishing

o the conserv

ment. 

TechnologDepartme

José. M

Directorate G

Mª L

eral Secretar

A

TION

lmería  (PSA

les  y  Tecno

pment and t

n R&D divisi

1. Integration o

s research ac

g a sustainab

vation of Eur

Gen

gy ent

M. Pérez

D

General

uisa Castaño

riat

Ana Collados

A),  a  depend

ológicas  (CIE

test centre  i

ion of the En

of the PSA in th

ctivities: 

ble clean wo

ropean ener

neral Directo

Enviroment Department

Yolanda Be

o

s

S

dency  of  th

MAT),  is  th

n Europe. PS

nergy Depart

e CIEMAT orga

rld energy su

rgy resources

orate

Ramón Ga

enito

NatioLa

Jo

Sub‐DInternat

Kn

Sub‐directoraand Improv

e  Centro  d

e  largest  co

SA activities 

ment. 

nization

upply. 

s and protec

avela

onal Fusion boratory

oaquín Sánch

Directorate Gtional Relationowledge Tra

ate General ovement of Fac

Javi

e  Investigac

oncentrating

 are  integra

ction of its cl

ez

Basic RDepa

Ma

General of onships and ansfer

Margarita 

of Safety cilities

ier Quiñones

ciones 

solar 

ted  in 

imate 

Research rtment

rcos Cerrada

Vila

s

11  

• P

s

• C

• R

d

• S

a

• P

• A

 

Since

four R

Supp

These

and  t

Promote  the 

olar chemica

Contribute to

Reinforce coo

development

Strengthen  c

cceptance o

Promote Nor

Assist industr

e 2017, resea

R&D Units: 

Solar  Con

fields,  co

technolog

Solar  De

desalinat

Solar Wa

its potent

Thermal 

concentra

storage s

orting  the R

e units are la

technical  re

market  intr

al processes.

o the develop

operation be

t, demonstra

cost‐reducin

of solar therm

th‐South tec

ry in identify

Figur

arch activity

ncentrating 

omplete  sys

gies, for elec

salination.  I

tion. 

ter Treatme

tial for wate

Storage &  S

ating solar t

ystems and/

R&D Units m

argely self‐su

source man

roduction of

 

pment of a c

etween busin

ation and ma

g  technolog

mal technolo

chnological c

ing solar the

e 2. Aerial view

 at  the Plata

Systems.  Th

stems  and  a

ctricity gener

ts  objective

ent. Exploring

r detoxificat

Solar  Fuels. 

hermal syste

/or Hydrogen

mentioned  ab

ufficient in th

agement.  N

f  solar  therm

competitive S

ness and scie

arketing of so

gical  innova

ogies. 

cooperation, 

ermal market

w of the Platafo

aforma Sola

his  unit  dev

applications 

ration and in

e  is  to  deve

g the chemic

ion and disin

The  objectiv

ems to becom

n production

bove  are  th

he execution

Nevertheless,

mal  technolo

Spanish solar

entific institu

olar thermal 

tions  contri

especially in

t opportunit

rma Solar de A

r de Almería

elops  and  s

of  concent

ndustrial pro

elop  brackis

cal possibilit

nfection. 

ve  of  this U

me a dispatc

n by thermoc

e Direction 

n of their bud

,  these  four

ogies  and  th

r thermal exp

utions in the

technologie

ibuting  to  i

n the Medite

ies. 

lmería

a has been s

studies  comp

trated  solar

cess heat. 

h  water  an

ties of solar 

nit  is  to  pro

chable techn

chemical pro

and Technic

dget, plannin

r  R&D  units 

hose derived

port industry

e field of rese

es. 

increased  m

erranean Are

structured a

ponents  for

r  thermal  e

d  seawater 

energy, espe

ovide  solutio

nology, by th

ocesses. 

cal  Services 

ng, scientific

share man

  from 

y. 

earch, 

market 

ea. 

round 

solar 

energy 

solar 

ecially 

ons  to 

ermal 

Units. 

c goals 

y  PSA 

12  

resou

and 

Direc

huma

dema

The  s

unde

lendi

signif

by  th

perso

 

urces, service

Services  Un

ctor’s Office,

an  resource

ands to the d

scientific  an

rtaken by a 

ng  its  servic

ficant flow o

he  Director’s

onnel, 13 of w

a)

es and infras

nits,  which 

 on  its part,

s  are  efficie

different sup

nd  technical 

team of 134

ces  to  the  P

f personnel 

s  Office.  Of 

whom are lo

structures, s

coordinate 

, must ensur

ently  distrib

port units lo

commitmen

4 persons tha

Plataforma  S

in the form o

the  126  pe

ocated at the

o they stay i

technical  an

re  that  the s

uted.  It  is 

ocated at the

nts  of  the  P

at as of Dece

Solar  de Alm

of visiting re

eople  who 

e main office

c)

in fluid comm

nd  administ

supporting c

also  the  Dir

e CIEMAT’s m

PSA  and  the

ember 2017 

mería.  In  add

searchers, fe

work  daily 

s in Madrid.

munication w

rative  supp

capacities,  in

rector’s  Offi

main offices i

e  workload 

made up the

dition  to  this

ellowships an

for  the  PSA

with the Dire

ort  services

nfrastructure

ice  that  cha

n Madrid. 

this  involve

e permanen

s  staff,  ther

nd grants ha

A,  70  are  CI

b)

ection 

s.  The 

es and 

annels 

es  are 

t staff 

e  is  a 

andled 

EMAT 

 Figure 3. Ma

13  

anagement and

 

d technical servIT Servic

vices staff groupces unit, e) Ope

ped in the PSA Meration unit, f) C

e)

f)

Management UCleaning and m

Unit. a) Directiomaintenance un

n Unit, b) Admit, f) Infrastruct

inistration unitture unit 

, c) Instrument

ation unit, d) 

14  

In ad

its  c

contr

The r

of a n

centr

perso

contr

and  c

Of th

opera

clean

contr

perso

techn

total 

The e

huma

task w

The P

Europ

most

The  P

infras

 

dition, the 1

urrent  com

ribution. 

rest of the p

not less impo

re’s  charac

onnel  who 

ractors  in op

cleaning  in  t

ese 32 peop

ation, 13  in 

ning.  The 

ract is made 

onnel  and 

nicians for us

of 17 people

effort CIEMA

an resources

with greater 

PSA expense

pean  Comm

 important f

PSA  operatin

structure).  

10 people w

mitments  t

ersonnel are

ortant group

cteristics.  T

work  fo

peration, ma

the different

ple, 15 of the

maintenance

auxiliary 

up of 5 adm

secretarie

ser services,

e. 

AT has made

s should be e

assurance o

e budget has

ission  proje

actor was th

ng  budget  in

ho make up 

o  the  Span

e made up 

p given the 

They  are 

r  service 

aintenance 

t  facilities. 

em work in 

e and 4  in 

services 

ministrative 

s,  7  IT 

 and anothe

e for the  last

emphasized.

of success. 

s an upward 

ct  funding, 

he increase in

n  2017  tota

 

 the DLR pe

nish‐German

er 5 people f

t several yea

 This continu

trend,  in  lar

and  from  th

n revenues f

ls  4.3M  Eur

Figure 4. Dis

rmanent del

n  Agreemen

from the sec

ars to provid

ued effort is

rge part due

he National 

rom researc

os  (not  inclu

stribution of peDec

legation, as 

t,  also  ma

urity contrac

e the PSA w

 allowing us 

e to higher  in

Plan  for  RD

h contracted

uding R&D  p

ermanent persocember 2017 

a consequen

ke  an  impo

ct, which ma

with the nece

s to undertak

ncome, both

D&I,  althoug

d by business

personnel  o

onnel at the PSA

nce of 

ortant 

akes a 

essary 

ke our 

h from 

gh  the 

s. 

r  new 

A as of 

15  

2.FA 

2.1  E

THER

 

2

 

At pr

syste

 

ACILITIES

EXPERIMENT

RMAL CONCE

.1.1  PSA E

resent, the m

ms are: 

CESA‐1 an

DISS 2.5‐

direct  ste

collectors

The FRES

An Innova

TCP‐100 

storage s

The Parab

A parabo

for qualif

4‐unit dis

A group o

and a thir

A  test  st

named CA

A molten

Figure 

ANDINFR

TAL  INSTALL

ENTRATING S

EXPERIMENT

main test fac

nd SSPS‐CRS

‐MWth  test 

eam  genera

s in different

DEMO “linea

ative‐Fluids T

2.3‐MWth p

ystem 

bolic Trough

olic‐trough co

fication of co

sh/Stirling fa

of 3 solar fu

rd one with v

tand  for  eva

APSOL. 

 salt test loo

5. Location of t

RASTRUCTU

LATIONS  AN

SYSTEMS 

TAL FACILITIE

cilities availa

 central rece

loop,  an exc

ation  for  ele

t working con

ar Fresnel” te

Test Loop, n

arabolic‐trou

 Test Loop (P

ollector test 

omponents a

cility, named

rnaces, two 

vertical axis 

aluation  and

op for therma

the main PSA te

URE

ND  LABORA

ES FOR SOLA

ble at the PS

eiver systems

cellent expe

ectricity  pro

nditions, up 

echnology lo

amed IFL  

ugh collecto

PTTL) facility

facility with

and complete

d DISTAL, an

 of them wit

(5 kWth). 

d  qualificati

al energy sys

est facilities for

ATORIES  EXI

R THERMAL 

SA related to

s, 6 and 2.5‐

erimental  sys

oduction  res

to 500ºC an

oop. 

r field with a

y 

h thermal oil

e collectors.

d 2 EuroDish

th horizonta

on  of  small

stems, name

r solar thermal 

STING  AT 

CONCENTRA

o solar therm

MWth respe

stem  for  two

search  with 

d 100bar. 

associated 1

 (the so‐calle

h units. 

l axis (60 kW

  parabolic  t

ed MOSA 

concentrating s

PSA  FOR  S

ATING SYSTE

mal concent

ectively. 

o‐phase  flow

parabolic‐t

15‐m3 therm

ed HTF Test

Wth and 40 

trough  colle

systems 

SOLAR 

MS 

rating 

w  and 

rough 

mal oil 

  loop) 

kWth) 

ectors, 

16  

These

sectio

collec

conce

The 

techn

to  be

outdo

demo

The 6

The  C

receiv

CESA

helio

conce

applic

chem

exper

 

 

e experimen

ons,  groupe

ctors and Pa

entration an

2.1.1.1  C

PSA  has  tw

nology comp

e  undertake

oor facilities

onstration. 

6 MWth CESA

CESA‐1  plan

ver solar pla

A‐1 plant is a 

stats,  solar 

entrated hig

cations  that

mical  or  high

riments. 

ntal installatio

ed  by  the  t

arabolic Dish

d/or temper

CENTRAL REC

wo  exception

ponents and 

n  and  techn

s specially co

A‐1 Plant 

nt  was  inaug

ants and ena

very flexible

receivers, 

gh flux solar 

  require hig

h‐temperatu

Fi

ons and othe

ype  of  tech

hes), having 

rature tests.

CEIVER FACIL

nal  facilities 

applications

nologies  vali

onditioned fo

gurated  in M

ble the deve

e facility ope

thermal  sto

radiation me

h photon  co

ure  processe

igure 6. The CES

er with less 

hnology  use

a special sec

LITIES: CESA‐

  for  the  te

s. The SSPS‐

dated  in  the

or scaling an

May  1983  t

elopment of 

rated for tes

orage,  solari

easurement 

oncentration

es,  surface 

SA‐I facility see

importance 

ed  (Central 

ction for the

1 AND CRS

sting  and  v

‐CRS and CES

e  hundreds 

nd qualifying

to  demonstr

the necessa

sting subsyst

ized  gas  tu

instrumenta

ns on  relativ

treatment 

en from the Nor

are describe

receiver  sys

e Solar Furna

validation  of

SA‐1  facilitie

of  kilowatts

g systems pri

rate  the  fea

ry technolog

tems and com

rbines,  cont

ation. It  is al

ely  large  su

of  materials

rth

ed in detail in

stems,  Line‐

aces for very

f  central  re

es enable pr

s  range.  The

ior to comm

asibility  of  c

gy. At presen

mponents su

trol  systems

lso used for 

rfaces,  such

s  or  astrop

n next 

‐focus 

y high 

ceiver 

ojects 

ey  are 

mercial 

entral 

nt, the 

uch as 

s  and 

other 

 as  in 

hysics 

17  

Direc

helio

0.91, 

mrad

world

gene

and p

helio

repla

To th

helio

the to

The m

typica

is foc

The S

The S

Solar 

conti

acted

small

The h

Marie

manu

 

 

ct solar radia

stats  distrib

the solar tra

d. The CESA‐

d,  with  first

ration  units 

prototypes d

stat field is i

cement and 

he north of t

stat prototy

ower. 

maximum th

al design irra

cused on a 4‐

SSPS‐CRS 2.5

SSPS‐CRS pla

  Power  Sys

nuous electr

d as the ther

l solar receiv

heliostat fiel

etta. A  seco

ufactured by

tion is collec

uted  in  16 

acking error 

‐1  facility ha

t  generation

with  reflect

developed by

n good work

drive mecha

he CESA‐1 s

pes, one loca

ermal powe

adiance of 95

‐m‐diameter

5 MWth facil

ant was  inau

stems)  proje

ricity genera

rmal storage 

vers in the 20

d  is compos

ond  field  nor

y MBB and AS

Figure 

cted by the fa

rows.  The  h

on each axis

s  the most 

n  units  man

tive  facets m

y CIEMAT an

king conditio

anism maint

olar field are

ated 380 m 

r delivered b

50 W/m2, ac

r circle and 9

lity 

ugurated as p

ect  in  Sept

ation,  it  initia

medium. At

00 to 500 kW

ed of 91 39.

rth  of  it  has

SINEL. 

7. Aerial view o

acility’s 330 

heliostats  ha

s is 1.2 mrad

extensive ex

nufactured  b

manufacture

nd SOLUCAR

on due to a st

enance and 

e two additio

away from t

by the field o

chieving a pe

90% in a 2.8‐m

part of the  I

ember  1981

ally used a r

t present, th

Wth capacity 

.3 m2 first g

s  20  52‐m2 

of the experime

x 250‐m sou

ve  a  nomin

and the refl

xperience  in

by  SENER  a

ed by ASINEL

R.  In spite of

trategic prog

replacement

onal areas u

the tower an

onto the rec

eak flux of 3

m circle. 

nternationa

1.  Originally

receiver cool

is test facilit

range. 

generation u

and  65‐m2 

ental SSPS‐CRS 

uth‐facing fie

al mean  ref

ected beam 

 glass‐metal

nd  CASA  as

L  and  third 

f  its over 20 

gram of cont

t. 

sed as test p

nd the other 

eiver apertu

.3 MW/m2. 

l Energy Age

y  conceived 

ed by  liquid

ty is mainly d

nits manufac

second‐gen

facility. 

eld of 300 39

flectance  va

 image quali

l heliostats 

s  well  as  se

generation 

years of ag

tinual mirror

platforms fo

500 m away

ure is 6 MWt

99% of the p

ency’s SSPS (

  to  demon

d sodium tha

devoted to t

ctured by M

eration  heli

.6‐m2 

lue  of 

ty is 3 

in  the 

econd 

facets 

e, the 

r‐facet 

or new 

y from 

th at a 

power 

(Small 

strate 

at also 

esting 

Martin‐

ostats 

18  

The o

of  its

centr

resea

or ca

Techn

The n

mrad

W/m

collec

The 4

and  a

platfo

calor

and s

TN‐ca

The  S

execu

acces

heat 

These

windo

uses 

flux v

At 25

a few

Figure

original SSPS

s  heliostats 

ralized contr

archers. This 

bling, was m

nology’s PRO

nominal aver

d per axis and

2, total field

cted in a 2.5‐

43‐m‐high m

are  prepared

orm  is at  th

imetric  test 

solar  reactor

apacity crane

SSPS‐CRS  to

ution of a w

ss  to  pressu

flux sensors

e micro  sen

ow. The indi

a water‐coo

values. 

5 m level, a c

w meters from

 8. An autonom

S‐CRS heliost

into  comple

rol communi

 first autono

made possible

OFIT program

rage reflectiv

d the optical

d capacity  is 

‐m‐diameter

metal tower h

d  for  testing

e  top of  the

bed  for  the

rs  for hydrog

e and a 1000

ower  is  equi

wide range of

urized  air  (2

s with a 6.32

sors  are  pla

irect measur

oled heat flu

antilever wit

m the apertu

mous heliostat i

at field was 

etely  autono

icated by  ra

omous helios

e by financia

m. 

vity value of 

l reflected be

2.5 MWth a

r circumferen

has three tes

g  new  receiv

e  tower at 4

e evaluation 

gen product

0‐kg‐capacity

pped  with  a

f tests  in the

9dm3/s,  8b

2 mm  front‐

aced  on  a m

rement syste

x sensor as 

th heat shiel

ure. 

n the CRS field.

improved se

omous  units

dio using a 

stat field, wh

al assistance

the field is a

eam quality 

and  its peak

nce and 90%

st platforms.

vers  for  the

43 m, and h

of  small  at

tion. The  tow

y rack elevat

a  large  qua

e field of sol

ar),  pure  ni

stan

stea

60k

cap

wat

for 

pro

con

A  h

mea

con

at 

com

dire

mea

‐face diamet

moving  bar w

em works op

a reference 

d can be use

. 

everal years 

s  powered  b

concept dev

hich does no

from the Sp

actually 90%,

is 3 mrad. U

k flux  is 2.5 M

% in a 1.8‐m c

. The two fir

ermochemica

houses an en

mospheric‐p

wer  infrastru

or. 

ntity  of  aux

lar thermal c

itrogen  supp

ndard‐bottle

am  generato

kg/h  of  ste

acity  of  up

ter (ASTM ty

use in steam

cess, and th

nsisting of Eth

hybrid  heat 

asure  the  i

ncentrated b

the  SSPS‐

mprises  two 

ect  and  the

asurement 

ter and a  res

which  is mou

ptically with 

for converti

ed to positio

ago with the

by  photovol

veloped and 

ot require th

panish Minist

, the solar tr

nder typical 

MW/m2. 99%

circumferenc

st are locate

al  application

nclosed  room

pressure  volu

ucture  is com

xiliary  device

chemistry. A

plied  by  two

es  (50dm3

ors  with  ca

eam,  cooling

p  to  700  kW

ype 2) from a

m generators

e data netw

hernet cable

flux measur

ncident  sola

y the heliost

‐CRS  tower

measureme

e  other  ind

system  con

sponse  time 

unted  in  fro

a calibrated

ing grey‐scal

n a (optical o

e conversion

ltaic  energy,

 patented b

he use of cha

try of Scienc

racking error

conditions o

% of the pow

ce. 

ed at 28 and

ns.  The  thir

m with  cran

umetric  rece

mpleted wit

es  that  allow

All test  levels

o  batteries 

3/225bar) 

pacity  of  20

g  water  w

W,  deminer

a 8m3 buffe

s or directly 

work infrastru

e and optical 

rement  syste

ar  power  th

tat field is lo

r.  This  m

ent  systems

direct.  The 

nsists  of  se

  in microsec

ont  of  the  re

d CCD camer

le  levels  into

or IR) camer

n of all 

,  with 

by PSA 

annels 

ce and 

r is 1.2 

of 950 

wer  is 

 26 m 

d  test 

e and 

eivers, 

h a 4‐

w  the 

s have 

of  23 

each, 

0  and 

with  a 

ralized 

r tank 

in the 

ucture 

fibre. 

em  to 

hat  is 

ocated 

ethod 

s,  one 

direct 

everal 

conds. 

eactor 

a that 

o heat 

a only 

19  

2.1.1.2  LINEAR  FOCUSING  FACILITIES:  HTF,  DISS,  INNOVATIVE‐FLUIDS  TEST  LOOP, 

FRESDEMO, CAPSOL, KONTAS AND PROMETEO 

At present, PSA has several  linear‐focusing solar collector  facilities  for both parabolic‐trough 

and Linear Fresnel collectors. Many of these experimental installations, such as the innovative‐

fluids test loop or the DISS plant, are the only one of their kind in the World, and place the PSA 

in  a  privileged worldwide  position  for  research  and  development  of  new  parabolic‐trough 

collector applications. The main characteristics of these facilities are briefly explained below. 

The HTF Test Loop 

The HTF test loop was erected in 1997 and it is an ideal facility for evaluating parabolic‐trough 

collector components under real solar energy operating conditions. The facility is appropriately 

instrumented for qualifying and monitoring of the following components:  

New designs of parabolic‐trough collectors (up to 75 m long) 

Parabolic‐trough collector mirrors  

Parabolic‐trough collector absorber tubes  

New designs of ball‐joints or  flex‐hoses  for connecting parabolic‐trough  collectors  in 

the solar fields. 

Solar tracking systems. 

The facility consists of a closed thermal‐oil circuit connected to several solar collectors of 75‐m 

long  connected  in parallel  (up  to  three  collectors  can be  installed  in parallel), being able  to 

operate only one at a  time. The east‐west  rotating axis of  the  solar collectors  increases  the 

number of hours per year in which the angle of incidence of the solar radiation is less than 5º. 

The  thermal oil used  in  this  facility  (Syltherm 800®) has a maximum working  temperature of 

420°C and a freezing point of ‐ 40ºC. 

The facility’s oil circuit, which has a maximum working pressure of 18 bar,  is made up of the 

following elements: 

1‐m3‐capacity oil expansion tank, with automatic nitrogen inertisation. 

Oil circuit sump tank. 

Mechanical‐draft oil cooler, with air speed control and 400‐kW maximum cooling. 

Centrifugal oil pump, with a flow rate of up to 8.3 litres per second. 

Two 40‐kW electric oil heaters. 

The  first  EUROtrough  collector  prototype  developed  by  an  European  consortium  with  the 

financial  aid  of  the  European  Commission was  installed  and  evaluated  under  real working 

conditions at this facility in 1998 and it this collector is now used to evaluate and qualify new 

designs of receiver tubes, reflectors and other components for parabolic‐trough collectors.  

Main activities at the HTF test  loop are related to study the optical and thermal performance 

of  complete  parabolic‐trough  collectors  (optical  efficiency,  IAM  coefficient,  and  global 

efficiency/heat losses) and receiver tubes. 

20  

Figure 9. Diagram of the PSA “HTF test Loop”.

 

The DISS experimental plant 

This  test  facility was  erected  and  put  into  operation  in  1998  for  experimenting with  direct 

generation  of  high‐pressure‐high  temperature  (100  bar/400ºC)  steam  in  parabolic‐trough 

collector  absorber  tubes.  It  was  the  first  facility  built  in  the  world  where  two‐phase‐flow 

water/steam  processes  in  parabolic‐trough  collectors  could  be  studied  under  real  solar 

conditions. 

The  facility  (see  Figure  )  consists  of  two  subsystems,  the  solar  field  of  parabolic‐trough 

collectors  and  the  balance  of  plant  (BOP).  In  the  solar  field,  feed  water  is  preheated, 

evaporated  and  converted  into  superheated  steam  at  a maximum pressure of  100 bar  and 

maximum  temperature of 400ºC as  it circulates  through  the absorber  tubes of a 700‐m‐long 

row of parabolic‐trough collectors with a total solar collecting surface of 3.838 m2. The system 

can produce a nominal  superheated  steam  flow  rate of 1 kg/s.  In  the balance of plant,  this 

superheated  steam  is  condensed,  processed  and  reused  as  feed  water  for  the  solar  field 

(closed loop operation). 

In 2012, within the DUKE Project, three additional parabolic‐trough collectors were installed in 

the solar field and all the absorber tubes were replaced by new ones, to increase up to 500°C 

the  temperature of  the  superheated  steam produced, enabling  to  generate direct  steam  at 

100bar and 500°C. 

OILEXPANS.VESSEL1.5 m³

S

OE

N

TT

OIL PUMP30 m³/h

OIL COOLER400 kW

OIL COOLER200 kW

PT

FT

FT

N2 SUPLY

EUROTROUGH

RELIEF VALVE 22 BAR

PDT

TT

TT

TT

PA021

TTTT

DRIVE PILON

DRIVE PILON

DRIVE PILON

DRAIN TANK

FT

OIL HEATER40 kW

M1 M2 M3 M4 M5 M6

M1 M2 M3 M4 M5 M6

M1 M2 M3 M4 M5 M6

TT

TT

TT

TT

TTTT

TT

TEST COLLECTOR

TEST COLLECTOR

21  

Facili

also 

Recir

(the i

are n

point

for fu

field, 

sectio

has a

 

 

 

Amon

ty operation

equipped w

culation (pe

intermediate

not used in th

ts along the 

ull system m

 pressure dr

ons of the a

 database w

ngst the capa

Compone

generatio

steam se

n  is highly  fle

with  a  comp

rfectly differ

e water‐stea

his operating

collector ro

onitoring (fl

rops  in collec

bsorber tube

where 5‐s pro

Figur

acities assoc

ent  testing 

on  (DSG)  in 

parators, spe

exible and c

lete  set  of 

rentiated eva

m separator

g mode) and

w). The facil

ow rates and

ctors and pip

es, etc.) and

ocess data ar

re 10. Simplified

ciated with th

for  parabo

their  receiv

ecific instrum

an work  fro

valves  allow

aporation an

r and the rec

d in Injection

lity  is provid

d fluid temp

ping, tempe

d a data acqu

re recorded 2

d flow diagram 

his facility ar

olic‐trough  c

ver  tubes  (r

mentation, e

m very  low 

wing  the  sol

nd superheat

circulation p

n mode (feed

ded with a w

peratures in t

rature and t

uisition and 

24 hours a da

of the PSA DISS

re the follow

collector  sol

receivers,  ba

etc.). 

pressures u

ar  field  to  b

ting zones), 

ump located

d water is inj

wide range o

the various z

thermal grad

process cont

ay. 

S loop 

ing: 

ar  fields  w

all  joints  or 

p to 100 ba

be  configure

for Once‐Th

d in the sola

jected in diff

of  instrumen

zones of the

dients  in the

trol system 

with  direct  s

flexholes,  w

r.  It  is 

ed  for 

rough 

r field 

ferent 

tation 

e solar 

 cross 

which 

steam 

water‐

22  

 

Innov

The  p

trans

opera

The e

which

Figure

Study and

Study and

type of so

Thermo‐h

homogen

vative Fluids 

purpose  of 

sfer fluid in p

ating conditi

experimenta

h houses the

e 12. View of th

d developme

d optimizatio

olar field. 

hydraulic  stu

neous heat fl

Figure

Test Loop (p

this  experim

parabolic‐tro

ons. 

al  test  loop  i

e equipment 

he IFL experime

ent of contro

on of the op

udy  of  two‐p

ux. 

e 11. View of th

pressurized g

mental  facilit

ugh collecto

is  located no

necessary fo

ental facility (wi

ol schemes fo

perating proc

phase  of wa

he DISS plant so

gases) in par

ty  is  to  stud

ors, evaluatin

orth of  the 

or its contro

ith parabolic‐tro

or solar field

cedures that

ater/steam  i

olar field in ope

abolic‐troug

dy  the  use 

ng their beha

DISS experim

l and data ac

oughs) using co

s with DSG. 

 must be im

n  horizontal

eration

h collectors 

of  pressuriz

aviour under 

mental plant

cquisition. 

ompressed gas 

mplemented i

l  tubes with

zed  gases  as

r a diversity o

t  control bu

as heat transfe

in this 

h  non‐

s  heat 

of real 

ilding, 

er fluid. 

23  

The IFL facility was originally designed to work at pressures and temperatures of up to 100 bar 

and 400ºC, and consists of the following components: 

Two East‐West‐oriented EUROtrough parabolic‐trough collectors, each 50 m long with 

a 274.2‐m2 collector surface. The collectors are connected in series. 

A 400‐kW air‐cooler able to dissipate the thermal energy  in the fluid delivered by the 

collectors. It has two 4‐kW motorized fans. 

A blower driven by a 15‐kW motor which supplies the gas flow rate necessary to cool 

the receiver tubes adequately. 

A data acquisition and control system that allows the temperature, flow rate, pressure, 

beam solar irradiance and humidity in the system to be completely monitored. 

Automatic control valves  that allow precise,  safe variation  in  the collector  fluid  feed 

flow rate. 

An auxiliary circuit for filling the main test loop with the gas used as heat transfer fluid. 

Since  testing at 400ºC was  successfully completed at  the end of 2009,  this  facility was  then 

upgraded to achieve temperatures of up to 515ºC and it was connected to a two‐tank molten‐

salt thermal storage system to test their joint capacity for collecting and storing solar thermal 

energy with a view  to making use of  them  in dispatchable high‐performance  thermal cycles. 

This increase in test loop design conditions to 100 bar and 515ºC made the implementation of 

different  improvements necessary  (conventional absorber  tubes  in one of  the  two collectors 

were replaced with advanced high‐temperature tubes, stainless steel pipes were  installed for 

the high temperature zone and changes were made in the control system). 

 

Figure 13. Simplified system diagram of the IFL experimental facility located at the PSA. 

 

Gas filling system

Gas air-cooler

Parabolic-trough collector #2

Parabolic-trough collector #1

Blower@2.5 kg/s

Gas-to-molten salts HX

24  

TCP‐1

This t

therm

The T

instal

comp

of 5.7

1.71 

receiv

work

The  s

400ºC

oil  st

maxim

 

 

This 

parab

solar 

solar 

 

100 2.3‐MW

test facility w

mocline stora

TCP‐100 sola

lled in three 

posed of eigh

77 m. The to

n, the geom

ver tubes us

ing fluid is Sy

solar  field  is

C. Thermal e

torage  tank 

mum workin

test  facility 

bolic trough 

tracking  sys

tracking sys

Wth parabolic

was impleme

age tank with

ar field is com

parallel loop

ht parabolic 

otal solar co

metrical inter

ed in this so

yltherm‐800

s  connected 

energy can b

with  a  tota

ng temperatu

Figure 14. Di

is  specially

solar fields. 

stem develo

tem with co

c‐trough faci

ented in 2014

h 115 m3 of 

mposed of si

ps, with two

trough mod

llecting surfa

cept factor i

lar field were

. 

to  a  10 m3

be transferre

al  volume  of

ure of 300°C

iagram of the T

y  designed 

This is the r

oped by PSA,

ntinuous mo

ility 

4, and it is c

Santotherm

ix parabolic 

o collectors in

ule with a to

ace of each 

is ≥0.95, and

e delivered b

3  oil  expans

d from the s

f  176 m3  an

. 

TCP‐100 2.3‐MW

to  perform 

reason why t

, while  the  t

ovement. 

omposed of 

‐55 oil. 

trough colle

n series with

otal length o

collector  is 

d the peak o

by Archimed

ion  tank  for

solar field pr

nd  115 m3 

Wth parabolic‐t

studies  rel

two collecto

third  loop  is

the TCP‐100

ctors, mode

hin each loop

of 100 m and

545 m2. The

ptical efficie

es Solar Ene

r  a maximum

imary circuit

of  Santothe

rough facility 

ated  to  con

or loops are p

s provided w

0 solar field, 

el TER‐MOPO

p. Each collec

d a parabola 

e focal dista

ency is 77.5%

ergy (Italy) an

m  temperatu

t to a therm

erm  55  oil w

ntrol  system

provided wit

with a comm

and a 

OWER, 

ctor is 

width 

nce  is 

%. The 

nd the 

ure  of 

ocline 

with  a 

ms  for 

th the 

mercial 

25  

The Parabolic Trough Test Loop (PTTL) facility 

This  large test facility  is  implemented  in a 420mx180m plot of the PSA and  it  is composed of 

two solar fields: 

the North field is designed to install with a E‐W orientation complete parabolic trough 

collectors with a maximum unit length of 180 m. Up to four complete collectors can be 

installed in parallel. 

the  South  field  is  designed  to  install  complete  loops  of  parabolic  trough  collectors 

(PTCs), i.e. several collectors connected in series, with a maximum length of 640 m and 

oriented North‐South. Up to four complete loops can be installed in parallel. 

Each  field  is provided with a  complete oil circuit  installed on a 30mx30m  concrete platform 

between the two fields, and both circuits share: an oil expansion tank with a capacity of 30 m3, 

a gas‐fired oil heater with a thermal power of 250 kW, a meteorological station equipped with 

solar radiation, ambient temperature and wind sensors, and the data acquisition system (DAS). 

Additionally to these common elements, the oil circuit associated to the North and South fields 

are composed of: 

North  field:  one  oil  pump  (75  m3/h)  provided  with  speed  control,  one  oil  cooler 

refrigerated by air (1.5 MWt) able to cold the oil down to 70°C when the ambient air 

temperature  is 40ºC, oil piping connecting  the circuit  to  the common elements  (i.e., 

expansion tank and oil heater). 

South  field:  one  oil  pump  (125 m3/h)  provided with  speed  control,  one  oil  cooler 

refrigerated by air (4 MWt), oil piping connecting the circuit to the common elements 

(i.e., expansion tank and oil heater). 

Each  oil  circuit  is  also  provided with  an  oil  draining  tank  big  enough  to  receive  all  the  oil 

existing  in the circuit, a complete set of  instrumentation to monitor: oil mass flow, pressures 

and temperatures, as well as control valves to regulate the oil flow to desired values according 

to the tests. 

This outdoor life‐size test facility offers the following capacities: 

qualification  of  complete  PTC  prototypes  assessing  their  optical  peak  efficiency, 

incidence angle modifier and thermal losses, 

evaluation of durability and  reliability of PTC mirrors,  receiver  tubes, ball‐joints,  flex 

hoses,  sun  tracking  systems  and  all  the  elements  installed  in  complete  rows  of 

collectors, 

Evaluation of PTC solar field control algorithms 

26  

 

The F

The F

This 

amon

loop 

450°C

This p

it is s

work

CAPS

CAPS

testin

envir

FRESDEMO L

FRESDEMO  l

100m‐long, 

ng 1200 face

is designed 

C. 

pilot facility 

supplied with

ing modes: p

SOL Facility 

SOL  is a conc

ng  of  sma

onmental co

Fi

Loop 

oop  is a “Lin

21‐m‐wide 

ets mounted 

for DSG  at 

is presently 

h solar steam

preheating, e

centrating so

all‐sized,  h

onditions. 

gure 15. Simpli

near Fresnel 

module  has

in 25 paralle

a maximum

connected t

m at differen

evaporation 

olar thermal 

igh‐precision

ified scheme of

concentrato

s  a  primary 

el rows span

m pressure o

o the piping

nt pressures 

and superhe

energy test

n  parabolic

f the PTTL facilit

or” technolo

mirror  surf

nning the len

of 100 bar a

 system of th

and temper

eating. 

 facility desi

c‐trough  so

ty 

ogy pilot dem

face  of  1433

ngth of the lo

nd maximum

he PSA DISS 

atures for te

gned and bu

olar  collect

monstration 

3 m2,  distri

oop. This col

m  temperatu

plant from w

esting in the 

uilt at the PS

tors  under 

plant. 

buted 

lector 

ure of 

where 

three 

SA for 

real 

27  

 

 

The  f

cond

press

(aper

the p

the  f

pyrhe

the  in

200°C

param

ambi

This t

small

facility  is de

itions:  fluid 

sures  up  to 

rtures up to 

parameters r

facility  has  a

eliometer (E

nlet and out

C  range).  In 

meters,  such

ent tempera

test facility m

l parabolic‐t

Figure 16. Ph

signed  to o

temperature

25  bar.  It  a

3 m). High‐

required for 

a  mass  flow

ppley, with 

tlet of  the  s

addition  to 

h  as  fluid  te

ature, wind s

makes it pos

rough  collec

hoto of the linea

perate with 

es  from amb

also  allows 

precision  ins

adequate ev

wmeter  (Cor

8 μV/Wm‐2 

olar  field  (4

these  instru

emperature  a

speed and di

sible to find 

ctors: peak o

ar Fresnel conc

pressurized

bient  to 230

testing  of  d

strumentatio

valuation of 

riolis‐type,  w

sensitivity) 

4‐wire PT‐100

uments,  the

at  various  p

rection, etc.

 the efficien

optical‐geom

centrator erecte

d water unde

0ºC,  flow  rat

different  col

on has been 

parabolic‐tr

with  a  ±0.1%

and two typ

0 with an ac

  facility has 

points  in  the

cy paramete

metric  efficie

ed at the PSA. 

er  a wide  ra

tes  from 0.3

lector  orien

installed for

rough collect

%  measurem

pes of tempe

ccuracy of ±

sensors  for

e  circuit,  pre

ers required 

ency,  inciden

 

ange of ope

3  to 2.0 m3/

ntations  and

r measuring

tors. In part

ment  accura

erature sens

±0.3°C  in a 1

r measuring 

essure,  tank 

for characte

nt  angle mo

rating 

/h and 

  sizes 

 all of 

icular, 

cy),  a 

ors at 

100  to 

other 

level, 

erizing 

difier, 

28  

overa

cond

expan

syste

opera

Both 

tubes

allow

resist

Figur

parab

 

 

KONT

A  rot

Plata

frame

now j

The t

lengt

track

preci

The  t

inner

whee

moto

all  efficiency

itions  neede

nsion  tank  a

m  facilitates

ation from th

complete sm

s, reflectors 

ws analysis o

tance, compo

e  below  sho

bolic‐trough 

Figure

TAS: Rotary 

tary  test  be

forma  Solar

ework of  th

jointly used 

test bench al

h of up  to 2

ing  at  any  d

sion instrum

test bench r

r  and  an  ou

els. The rota

ors driving fo

y  and  therm

ed  for  perf

and  auxiliary

s monitoring

he control ro

mall‐sized pa

or tracking s

of  technical a

onent assem

ows  a  photo

collectors in

e 17. CAPSOL so

test bench f

ench  for  pa

r  de  Almería

e  Spanish‐G

by both inst

llows the qu

20 m,  i.e.  str

desired  ang

mentation and

ests on rails

ter  ring.  Th

tion of the p

our of these w

al  losses wh

orming  thes

y heating  an

g  and  record

oom. 

arabolic‐trou

systems, can 

aspects of  t

mbly, etc. und

o  of  the  CA

nstalled. 

olar thermal tes

for parabolic

rabolic  trou

a  in  2009.  T

erman  agre

itutes. 

alification of

ructures,  ref

le  of  inciden

d controls fo

s directly mo

e  collector 

platform on 

wheels. 

hen  collecto

se  tests  are

nd  cooling  sy

ding  of  the 

ugh collector

be tested in

he  collector

der real oper

APSOL  test  f

st facility for sm

c trough colle

gh  collector

The  concept

ement betw

f all collecto

flectors,  rece

nce  of  the 

or precise, qu

ounted on  to

itself  is mou

the rails aro

rs  are out  o

e  reached  t

ystems.  The 

parameters 

s and their c

n this facility.

s,  such as m

rating condit

acility with 

mall‐size parabo

ectors 

r  componen

t  was  develo

ween CIEMAT

r componen

eivers and  f

solar  radiati

uick and auto

op of the  fou

unted  on  a 

ound the ce

of  focus.  The

hanks  to  th

data  acquis

measured  a

components,

. Furthermor

materials dur

tions. 

two  prototy

olic‐trough colle

nts,  KONTAS

oped  by  DL

T  and DLR  t

ts and comp

lexible  joints

on.  It  is  eq

omated mea

undation. Th

steel  platfo

ntral bearing

e  stationary

he  inertia  o

sition  and  co

as well  as  sy

, such as abs

re, the facilit

rability,  stru

ypes  of  sma

ectors. 

S,  was  erect

R  and  withi

this  test  fac

plete module

s.  It enables

uipped with

asurements. 

hese rails  fo

orm with  six

g  is perform

state 

of  the 

ontrol 

ystem 

sorber 

ty also 

ctural 

all‐size 

ted  at 

in  the 

ility  is 

es of a 

s  for a 

h  high 

rm an 

x  steel 

med by 

29  

The c

platfo

flow 

meas

dissip

const

and o

mete

 

 

PROM

parab

An  ex

Alme

starti

PSA t

The  E

comp

90 m

in on

contr

troug

The  c

config

trans

collector mo

orm. A pump

similar  to  th

suring  princ

pates  the en

tant HTF tem

outlet  temp

eorological st

METEO:  Test

bolic troughs

xperimental 

ería. It was d

ing the test c

to be used as

East‐West  o

plete collecto

m and mova

ne day  thank

rols  for prec

ghs 100 m‐lo

collector mo

guration usi

sfer fluid (HT

dule is conn

p circulates S

hat of  comm

iple  avoidin

nergy  the ho

mperature (±

eratures  are

tation delive

Figure 18. Sid

t  facility  for

s 

closed  loop

esigned and

campaign alo

s testing loop

oriented  test

ors of a leng

able joints. It

ks  to  its orie

cise, quick an

ng and with 

odules  are  c

ng the ad ho

TF) with a ma

ected to a h

Syltherm 800

mercial plant

g  uncertain

ot HTF  collec

1K) at the in

e highly prec

rs accurate r

de view of Kont

r  checking  n

p  is  installed

d erected by 

ong the follo

p. 

t  loop  allow

gth of up to 1

t enables sun

entation.  It  i

nd automate

an aperture

connected  to

oc set valve. 

ass flow sim

heating and c

0® thermal o

ts. Mass  flow

nties  of  the 

cted on  the 

nlet of the co

cise  and ma

radiation and

tas test bench a

new  compon

d  at  the No

the compan

owing year. T

ws  the  qualif

150 m, i.e. s

n tracking co

is equipped 

ed measurem

e of 7.5 m ea

o  the  balanc

 A pump circ

milar to that o

cooling unit,

oil as heat tr

w  is measur

density.  Th

way  throug

ollector. Sen

ay be  calibra

d wind data.

and the heating

nents  and  h

rth‐East  are

ny Iberdrola 

The pilot plan

fication  of  a

tructures, re

overing all so

with high p

ments. Curre

ch one insta

ce  of  plant 

culates Sylth

of commerci

 which is als

ansfer fluid 

red directly 

he  heating 

gh  the modu

sors for mea

ated on  site.

g cooling unit. 

heat  transfer

a  of  the  Pla

Ingeniería y

nt was transf

all  collector 

eflectors, rec

olar radiation

precision  inst

ently  there a

lled in the pi

(BOP)  in  pa

herm 800® th

ial power pla

so situated o

(HTF) with a

using  the Co

and  cooling

ule  and ensu

asurement o

. A high pre

r  fluids  for 

ataforma  So

y Sistemas in

ferred to CIE

component

ceivers from

n incidence a

trumentatio

are  two par

ilot plant. 

arallel  or  in 

hermal oil as

ants. Mass f

on the 

a mass 

oriolis 

g  unit 

ures  a 

f inlet 

ecision 

large‐

lar  de 

n 2010 

EMAT‐

ts  and 

70 to 

angles 

n and 

abolic 

series 

s heat 

flow is 

30  

meas

coole

the in

preci

wind 

 

 

Accel

This 

powe

repla

conce

defoc

therm

platfo

receiv

trans

The t

the  s

than 

kWth.

These

above

track

sured  directl

er unit dissip

nlet of the co

se and may 

data. 

2.1.1.3  P

lerated agei

installation 

er and two‐a

ced by diffe

entration rec

cusing  cycle

mal cycles  in

orms can be 

vers tests (m

sfer fluid, etc

three parabo

stretched me

the DISAL‐1

. The focal di

e concentrat

e mentioned

ing consists 

ly  using  Vor

pates  the co

ollector. Sen

be calibrated

PARABOLIC D

ng test bed a

consists of   

axis sun track

erent test pla

ceivers and 

s,  the  prob

n a short tim

used for a l

metal or cera

c. 

olic dishes D

embrane  tec

 above desc

istance is 4.1

tors can be u

d  (50 kWth m

in a two‐axis

rtex  and  diff

llected ener

sors for mea

d on site. A m

Fi

DISH SYSTEM

and materia

3 DISTAL‐II 

king system,

atforms to p

perform acc

es  placed  in

me  interval, a

arge variety 

mic), tests o

ISTAL‐II (Figu

chnology.  Th

ribed (8.5 m

1 m and the m

used for any

maximum an

s azimuth‐ele

ferential  pre

rgy and ensu

asurement o

meteorologi

igure 19. View 

MS 

als durability

type parabo

,  In the 3 di

put the mate

celerated tem

n  the  conce

allowing an a

of applicatio

of small‐size 

ure 20) were

hese parabo

m) and the th

maximum co

y experiment

nd 16,000 su

evation syste

essure  flowm

ures a consta

of inlet and o

cal station d

of the PROMET

y 

olic dish uni

shes, the ini

erials or pro

mperature cy

entrator  foc

accelerated 

ons: materia

receivers pro

e erected at

lic dishes ha

hermal energ

oncentration

t requiring a 

uns peak con

em. 

meter  types

ant HTF  tem

outlet tempe

elivers accur

TEO test facility

ts, with 50 

tial Stirling m

totypes at s

ycling. With 

us  stand  a 

ageing of th

als tests, air‐c

ototypes wit

t PSA  in 1996

ave  a diame

gy delivered 

n is 16000 su

focus with t

ncentration a

.  A  controlle

mperature  (±

eratures are 

rate radiatio

y. 

kW  total  th

motors have

mall scale o

fast focusin

large  numb

he material. 

cooled volum

th or withou

6 and 1997, 

eter  slightly 

in the focus

ns at the foc

the characte

at  the  focus

ed  air 

1K) at 

highly 

on and 

ermal 

e been 

f high 

ng and 

ber  of 

These 

metric 

t heat 

using 

larger 

s is 50 

cus. 

eristics 

). The 

31  

 

 

The  t

Mate

docu

labor

EURO

Unde

and 

comp

Stirlin

maxim

 

 

test  bed  fo

erials  Labora

ment  (secti

ratory existin

ODISH 

er the Spanis

erected,  di

posite‐mater

ng engines, o

mum concen

or  durability 

atory  existing

ion  2.1.2.1)

ng at Madrid

sh‐German E

iscarding  th

rial  system. 

or to perform

ntration of 1

Fig

Figure 20. Vi

and  accele

g  at  PSA, w

,  and  with 

(section 2.1

UROdish Pro

he  stretched

These  parab

m any other

6.000 suns a

gure 21. Front a

ew of a parabo

erated  mate

which  is  desc

  the  durab

1.2.6). 

oject, two ne

d‐membrane

bolic  dishes 

r test requiri

at the focus. 

and back views

olic‐dish DISTAL

erials  ageing

cribed  in  the

bility  and  a

ew dish/Stirl

e  technolog

can  be  use

ng a focus w

The tracking

s of the EUROD

L‐ II. 

g  is  complem

e  laboratorie

accelerated 

ing prototyp

y  and  appl

ed  to  test  ne

with 50 kWth

g system is az

ISH

mented  wit

es  section  o

materials  a

pes were des

lying  a  mo

ew  prototyp

h maximum 

zimuth‐eleva

 

h  the 

of  this 

ageing 

signed 

oulded 

pes  of 

and a 

ation. 

32  

2.1.1.4  THE SOLAR FURNACES AT PSA 

Solar  furnaces  can be defined as optical  systems  that  concentrate  solar  radiation  in a  small 

area called focus where high temperatures and thermal fluxes can be reached. They can reach 

concentrations  of  over  10000  suns,  the  highest  energy  levels  achievable  in  a  solar 

concentrating  system.  Their main  field  of  application  are materials  testing,  either  at  room 

conditions, controlled atmosphere or vacuum, and solar chemistry experiments using chemical 

reactors associated with receivers. 

A solar furnace essentially consists of a continuously solar‐tracking, flat heliostat, a parabolic‐

dish  concentrator,  an  attenuator  or  shutter  and  the  test  zone  located  in  the  concentrator 

focus. 

The flat heliostat reflects the incoming solar beams on the parabolic‐dish concentrator, which 

in turn reflects them on  its focus (the test area). The amount of  incident  light  is regulated by 

the attenuator  located between  the  concentrator and  the heliostat. Under  the  focus, a  test 

table movable  in  three  directions  (East‐West,  North‐South,  up  and  down)  places  the  test 

samples in the focus with great precision. 

There are three solar furnaces fully operational at the PSA: Solar furnace SF60 which has been 

in  operation  from  1991,  solar  furnace  SF5,  in  operation  from  2012  and  solar  furnace  SF40 

which started operating in 2014. 

SF‐60 Solar Furnace 

The SF60 consists basically  in a 120 m2 flat heliostat that reflects the solar beam onto a 100 

m2 parabolic concentrator which  in turn concentrates the  incoming rays on the  focus of the 

parabola,  where  the  tested  specimens  are  placed.  The  incoming  light  is  regulated  by  a 

louvered  shutter  placed  between  the  heliostat  and  the  concentrator.  Finally  a  test  table 

movable on three axis is used to place the specimens in the focus. 

In this furnace, the heliostat collects solar radiation and redirects  it to the concentrator. The 

heliostat’s  reflective  surface  is made  up  of  flat,  non‐concentrating  facets, which  reflect  the 

sun’s  rays  horizontally  and  parallel  to  the  optical  axis  of  the  parabolic‐dish  concentrator, 

continuously tracking the sun. 

The only heliostat associated with  the SF‐60 consists of 120  flat  facets, with 1 m2  reflecting 

surface each. These facets have been designed, manufactured, assembled and aligned by PSA 

technicians. Every facet is composed of a 1 m2 reflecting surface and 3 mm thick Rioglass flat 

mirror  silvered  on  its  back  (second  surface  mirror).  Solar  Furnace  Technicians  are  also 

responsible of a new method of fixation of the facet on a frame that minimizes deformation of 

the reflecting surface. Figures 22 and 23 show the new heliostat and a detail of the back side of 

the facet respectively. 

33  

F

 

The p

curve

from 

energ

 

 

The s

axis  t

focus

The t

unde

other

The c

focus

geom

lamb

1000 

 

Figure 22. HT12

parabolic co

ed facets dist

the focus. It

gy in the focu

shutter (atte

to control  th

s is proportio

test table is a

r  the  focus 

r and positio

combination 

s which  is w

metry  and  is

ertian target

W/m2 are: 

20 heliostat wit

ncentrator  is

tributed alon

t concentrate

us. 

nuator, see 

he amount o

onal to the ra

a mobile sup

of  the conc

ons the test s

of all of the

what  charact

  characteriz

t. The chara

peak flux, 30

h new PSA face

s the main f

ng five radii 

es the incide

Figure 24. H

Figure4) con

of  sunlight  in

adiation that

pport for the

entrator.  It 

sample with g

 component

terizes  a  sol

ed  by  a  CC

cteristics of 

00 W/cm2, to

ets. 

feature of th

with differen

ent sunlight f

HT120 heliostat

nsists of a set

ncident on  t

t goes throug

e test pieces 

moves on  th

great precisi

ts described 

lar  furnace. 

D  camera  h

the focus w

otal power, 6

Figure

his solar furn

nt curvature

from the hel

t in tracking. 

t of horizont

the concentr

gh the shutte

or prototyp

hree axes  (X

ion in the foc

lead to the f

This  distrib

hooked  up  t

with 100% ap

69 kW, and f

23. Back side o

nace.  It  is m

s depending

iostat, multi

tal louvers w

rator. The  to

er. 

es to be test

X, Y, Z) perp

cal area. 

flux density d

ution  usuall

o  an  image 

perture and 

focal diamet

of facet. 

ade of sphe

g on their dis

iplying the ra

which turn on

otal energy 

ted that is lo

pendicular  to

distribution 

ly  has  a  Gau

  processor 

solar radiat

er, 26 cm. 

rically 

stance 

adiant 

n their 

in  the 

ocated 

o each 

in the 

ussian 

and  a 

ion of 

34  

 

SF‐40

The 

distan

cover

back 

furna

12 cm

type 

parab

It  bas

parab

The  f

plane

focal 

syste

vacuu

0 Solar Furna

new  SF‐40 

nce of 4.5 m

red with 0.8

by  a  ring  s

ace reaches a

m diameter 

that  is para

bola. 

sically  consi

bolic concent

focus of  the

e, the beam 

area, which

m and vacu

um, so that t

Figure 25. I

ace 

furnace  con

m. The conce

‐mm adhesi

patial  struct

a peak conce

and rim ang

bolic concen

sts  of  a  100

trator, slats 

  SF40  is arr

rays incident

h turn the be

um  chambe

the specimen

nterior view of

nsists  mainly

entrator surf

ve mirrors o

ture  to  give 

entration of 

gle a= 50.3°. 

ntrator,  focu

0 m2  reflect

attenuator, 

anged on  th

t in focus is r

eam  to the h

er –MiniVac 

ns are not ox

f the PSA SF‐60 

y  of  an  8.5‐

face consists

on the front.

  it  rigidity  a

5000 suns a

Its optical a

us and helios

ting  surface 

and test tab

he  vertical p

rotated 90º, 

horizontal p

2‐, which al

xidized durin

Solar Furnace 

‐m‐diameter

s of 12 curve

. The parabo

and  keep  it 

and has a po

axis  is horizo

stat are align

flat  heliosta

le with three

plane.  In ord

using a tilte

lane. The  fa

llows  tests  i

ng tests. 

in operation 

  parabolic‐d

ed fiberglass

ola thus form

vertical.  The

wer of 40 kW

ontal and  it  i

ned on the o

at,  a  56.5 m

e axis movem

er  to work 

d, cooled mi

cility  is com

n  controlled

 

dish,  with  a

s petals or se

med  is held a

e  new  SF40

W, its focus 

is of the “on

optical axis o

m2  projecting

ment. 

on  the horiz

irror placed 

mpleted with 

d atmospher

focal 

ectors 

at the 

  solar 

size is 

n‐axis” 

of the 

g  area 

zontal 

at the 

a gas 

re and 

35  

 

SF‐5 S

Desig

that r

It is c

its  fo

temp

cham

It  dif

furna

aligne

horiz

arran

placin

gravit

It bas

surfa

there

conce

conce

room

 

Solar Furnac

gned and bu

require high 

called SF5 ‐S

ocus  diamete

perature,  un

mber, called S

ffers  substan

aces, as it op

ed on  the o

ontally  align

nged in a hor

ng them dire

ty in those te

sically consis

ce facing the

e is a 100 m2

entrator. At 

entrator,  the

m, a louver at

Figure  26.parabolic c

ce 

ilt at  the PS

radiant flux,

olar Furnace

er  is  2.5  cm

nder  vacuum

Spherical Cha

ntially  from 

erates in a v

ptical axis o

ned.  The ma

rizontal plane

ectly  in the f

ests in which

sts of a 8.7 

e floor, on a

2 flat heliost

the  top  of 

ere  is a  test 

ttenuator is p

  Interior  of  tconcentrator. 

SA,  this syste

, strong grad

e 5, by its 5 k

,  and  is ma

m  and  contr

amber,  prov

that  existing

vertical axis, i

of  the parab

ain  advantag

e, so that the

focus, witho

h the treatme

m2 concent

 18 m high m

at, whose ce

the  tower, 

table. Final

placed. 

the  SF‐40  sola

em  is  in ope

dients and ve

kW power‐, 

inly  devoted

rolled  atmos

vided with a 

g  PSA  Solar 

i.e., paraboli

oloid, while 

ge  of  vertica

e samples m

out a holder,

ent requires

trator mirror

metallic tow

entre of rota

in  the  test 

ly, under  th

ar  furnace,  sh

eration  from

ery high temp

reaches con

d  to  heat  tr

sphere  cond

gas system a

Furnace  SF

ic concentrat

that  in mos

al  axis  solar 

may be treate

 avoiding pr

 surface mel

r, placed ups

wer; in the ce

ation is aligne

room,  and  2

e  test  table 

howing  the 

2012 and  is

peratures. 

ncentrations 

eatment  of 

ditions,  for 

are used. 

60  and mos

tor and helio

st existing  so

furnaces  is 

ed on a horiz

roblems of  lo

ting of the s

side‐down w

entre of the b

ed with the 

2 m  below  t

and at  floor

s  focused  to

above 7000

materials  at

which  a  va

st  operating

ostat are ver

olar  furnace

that  the  fo

zontal surfac

oss of mater

pecimens. 

with  the  refle

base of the 

optical axis 

the  vertex  o

r  level of  th

o  tests 

0 suns, 

t  high 

acuum 

  solar 

rtically 

es, are 

ocus  is 

e, just 

rial by 

ecting 

tower 

of the 

of  the 

e  test 

36  

MOSA

This ma two

Twsa

A 29

A pa

Twflo

2.1.1.5  T

A: Molten Sa

molten salt to‐tank config

wo tanks, onalts. thermal oil l90oC. CO2‐moltenarabolic trouwo flanged sow meters, h

THERMAL STO

alt Test Loop

test loop is aguration. Wit

ne vertical, fo

loop that can

n salt heat exugh collectorsections, wheheat trace, p

Figure 27. Con

ORAGE FACIL

p for Therma

Figure 2

a replica of a th 40t of mo

or hot molten

n be used fo

xchanger for rs. ere differentumps…) can

centrator of th

LITIES 

al Energy Sys

8. Molten salt t

 thermal enelten salts pla

n salts, and a

r heating the

heating the 

t component be tested.

e SF‐5 Furnace

stems 

test loop. 

ergy storageant, this facil

another hori

e salt up to 3

salt up to 50

ts for this typ

 . 

system withity consists b

zontal, for co

380oC and co

00oC with CO

pe of loops (e

 

h molten saltbasically in: 

old molten 

ooling it to 

O2 supplied 

e.g. valves, 

ts and 

by 

37  

Being a set up which is a reduced scale of a commercial two‐tank molten salt storage system, everything related to this type of systems can be tested in this facility. 

For more  information see: M. M. Rodríguez‐García, and E. Zarza, “Design and Construction of an  Experimental Molten  Salt  Test  Loop”, Proceedings  of  the  17th  International  SolarPACES Conference, Granada, 2011. 

Applications 

Checking of components (pumps, valves, flowmeters, etc.) for their use in a molten salt medium. 

Optimization of procedures in normal operation for a two‐tank system configuration.  Optimization  of  procedures  in  risk  situations  for  a  two‐tank  system  configuration. 

Designing recovery procedures.  Validation of models and simulation approaches for molten salt thermal systems.  Characterization of heat exchangers for molten salt/oil.  Characterization of heat exchangers for molten salt/gas.  Characterization of thermocline tanks. 

2.1.2 EXPERIMENTAL INSTALLATIONS FOR SOLAR DESALINATION UNIT 

Solar Multi‐Effect Distillation Facility 

This facility is composed of the following subsystems: 

● A 14‐stage multi‐effect distillation (MED) plant 

● A field of stationary large‐size flat plate solar collectors 

● A water solar thermal storage system 

● A double effect (LiBr‐H2O) absorption heat pump 

● A fire‐tube gas boiler 

The multi‐effect distillation unit  is made up of 14  stages or effects, arranged vertically with 

direct  seawater  supply  to  the  first effect  (forward  feed  configuration). At a nominal 8 m3/h 

feedwater  flow rate, the distillate production  is 3 m3/h, and the thermal consumption of the 

plant is 190 kWth, with a performance ratio (number of kg of distillate produced per 2326 kJ of 

thermal energy consumed) over 9. The saline concentration of the distillate  is around 5 ppm. 

The  nominal  temperature  gradient  between  the  first  cell  and  the  last  one  is  40 ºC with  a 

maximum operating  temperature of 70 ºC  in  the  first  cell.  The  system heat  transfer  fluid  is 

water, which  is heated as  it  flows  through  the  solar  collectors and energy  collected  is  then 

transferred to the storage system. The hot water from this storage system provides the MED 

plant with the thermal energy required for its operation. 

The solar  field  (AQUASOL‐II)  is composed of 60 stationary  flat plate solar collectors  (Wagner 

LBM 10HTF) with  a  total  aperture  area of 606 m2  and  is  connected with  a  thermal  storage 

system  (40 m3)  through  a  heat  exchanger  (More  details  about  the  solar  field  are  supplied 

within its specific subsection). 

The double effect (LiBr‐H2O) absorption heat pump is connected to the last effect of the MED 

plant.  The  low‐pressure  saturated  steam  (35  ºC,  56 mbar abs)  produced  in  this  last  effect 

supplies  the  heat  pump  evaporator with  the  thermal  energy  required  at  low  temperature, 

which would otherwise be discharged to the environment, cutting  in half the thermal energy 

38  

consu

syste

(satu

solar 

Figure

 

Test‐

The p

and  i

levels

The c

by W

of 60

of 59

of 4  l

loop 

conne

filling

pump

the c

(abov

flow 

umption  req

m  is  a  prop

rated steam

radiation. 

e 29. The PSA S

Bed for Sola

purpose of th

its behavior 

s.  

collector mod

Wagner & Co.

06 m2 and a t

9% for 900 W

loops with 1

with 7 colle

ected  in  pa

g/emptying s

ped to the co

ollectors is s

ve 100 ºC). T

rate withou

quired  by  a 

pane  water‐

m at 180 ºC, 1

SOL‐14 MED Pla

ar Thermal D

his facility is 

in  the  coup

del installed 

. The static s

total therma

W/m2 global i

14  large‐aper

ectors  in par

arallel,  all  o

system consi

ollectors at t

spilt either at

The solar fiel

t further reg

conventiona

‐tube  boiler 

10 bar abs), 

ant (left), doubl

flat plate solar

Desalination 

the study of

pling with  th

is an LBM 1

solar field is 

al power out

rradiance an

rture flat pla

rallel per  row

of  them  titl

isting in two

the beginnin

t the end of 

d has flow c

gulation. Als

al multi‐effe

r  that  ensur

as well as o

e‐effect LiBr‐H2

r collector field

Applications

f the efficien

hermal desal

0HTF with a

composed o

tput of 323 k

nd 75 ºC as a

ate collector

w), and one 

led  35º  sou

o water depo

ng of the ope

the operatio

ontrol valve

o, the facilit

ect  distillatio

res  the  heat

perating the

2O absorption h

 (bottom right)

s 

ncy of large‐a

ination  syste

n aperture a

of 60 collecto

kWth under n

average colle

rs each (two 

additional  s

uth  orientat

osits, from w

eration and w

on or when a

s that permi

ty has an air

on  process.  T

t  pump  ope

e MED plant 

heat pump (upp

 

aperture stat

ems at 60‐9

area of 10.1 m

ors with a to

nominal con

ector temper

rows conne

smaller  loop 

tion.  Each  r

which the hea

where all the

a temperatu

t to have an

 cooler that 

The  fossil  b

erating  cond

in the absen

per right) and 6

tic solar colle

90 ºC  temper

m2, manufac

otal aperture

nditions (effic

rature). It co

ected  in serie

p with 4 colle

row  has  its

at transfer f

e water volu

re limit is re

n equal distri

 allows the 

ackup 

ditions 

nce of 

606‐m2 

ectors 

rature 

ctured 

e area 

ciency 

onsists 

es per 

ectors 

s  own 

fluid is 

ume in 

ached 

buted 

entire 

39  

energ

temp

The  f

excha

for a 

for th

The f

own 

offers

testin

 

CSP+

This 

(CSP)

gene

able 

syste

steam

gy  dissipatio

perature leve

five  loops  o

anger. The t

total storag

he fossil back

flexibility of t

valves and p

s the possib

ng purposes.

Fig

D Test Bed: 

facility  is  de

)  plants  and

rators (250 k

to deliver  th

m  that  raise

m  at  differe

on  from  the

els. 

of  collectors 

hermal stora

ge capacity o

kup system t

the solar fiel

pumping syst

ility of coup

 

gure 30. The 606

Integration 

evoted  to  th

d  Desalinati

kW and 500 

hermal oil w

es  the  temp

ent  pressur

e  solar  field

are  connec

age system c

of 40 m3. Thi

to reach nom

ld allows the

tem. Each lo

ling  it with a

6‐m2 large‐aper

of MED The

he  research 

ion  (CSP+D)

kW) fed by t

with  tempera

perature  if  r

res,  which 

d,  which  is 

cted with  a 

consists of t

is volume al

minal operati

e operation o

oop is conne

any  low‐tem

rture flat plate 

rmal Desalin

of  the  coup

).  The  testi

thermal oil c

atures up  to

required.  Th

allow  recre

useful  for 

thermal  sto

two water ta

lows the suf

ng condition

of each loop

ected to an in

mperature the

solar collector 

nation & Sola

pling  betwee

ng  facility 

coming from

o 400 ºC and

e  steam  gen

eating  any 

efficiency  t

orage  system

anks connect

fficient oper

ns in the desa

 independen

ndividual he

ermal desali

field (AQUASO

ar Thermal P

en  concentra

is  compose

 a parabolic 

 an auxiliary

nerators  are

of  the  typi

tests  at  diff

m  through  a

ted to each 

rational auto

alination pla

ntly, through

eat exchange

nation syste

OL‐II) 

Power Plant

ating  solar  p

ed  of  two  s

c trough sola

y electrical p

e  able  to  pro

ical  interme

ferent 

a  heat 

other 

onomy 

nt. 

h their 

er that 

em for 

s 

power 

steam 

r field 

power 

oduce 

ediate 

40  

extra

press

differ

satur

maxim

maxim

and e

plant

steam

bar; 4

devic

conde

coolin

dry c

curre

 

Fig

 

Facili

Polyg

sever

field 

drink

The p

field 

polyg

collec

15.8 

ctions or the

sure  steam  i

rent pipe sec

rated  steam 

mum  flow 

mum flow ra

entrained va

t, simulating 

m ejectors ca

4  ‐ 2 bar), w

ces.  The  low

ensers witho

ng topics. Th

coolers proto

ently availabl

gure 31. View o

ity for Polyge

generation is

ral resources

for several s

king water su

purpose of th

of  small  co

generation  s

ctor  selected

kW  per  m

e exhausted

is obtained 

ctions (12‐inc

at  two  diff

rate  of  360

ate of 360 kg

apor,  respect

the behavio

an work  in a

which also m

w‐pressure 

out passing 

he flexibility 

otypes  for  th

le at the mar

f the outside of

eneration Ap

s an integral 

s. In the case

simultaneou

upply and the

his facility is

oncentration

chemes,  in 

d was  the  P

odule  (0.55

 steam avail

by making  t

ch diameter)

ferent  level

0 kg/h)  and 

g/h). Both, th

tively,  in a  t

or of a MED

a wide range

akes this tes

steam  can 

by  the steam

of the test f

heir compari

rket. 

f the CSP+D tes

interior of t

pplications

process with

e of solar en

us application

e rest for hea

 the prelimin

  ratio,  the 

particular  in

Polytrough 1

5 kW/m2)  un

lable at a tu

the  steam  fr

) equipped w

s:  0.074  ba

at  0.16 bar

he high and l

train of  four

 plant work

e of pressure

st bed usefu

also  be  co

m ejectors, 

facility also a

ison with  re

st bed building 

he CSP+D test b

h the purpos

ergy, it mak

ns, such as g

ating sanitar

nary study o

determinati

n  CSP+D  req

200  prototy

nder  nomin

rbine of a th

rom  the  gen

with control v

r/42 ºC  (nom

r/58 ºC  (nom

ow‐pressure

steam eject

ing with  the

e conditions

ul for the ch

ondensed  th

with  the aim

allows the on

spect  to  the

with the air coo

bench (right) 

se of produc

es use of the

generating e

ry water (ACS

of the behavi

on  of  its  fe

quiring  temp

ype  by NEP 

nal  conditio

hermal powe

nerators  to  f

valves, which

minal  flow 

minal  flow  r

e steam can b

tors coupled

rmal vapor 

for the mot

aracterizatio

hrough  two 

m of allowin

n‐site evalua

e convention

olers (left) and 

cing two prod

e thermal en

electricity, de

S). 

ior of a para

easibility  as 

peratures  aro

Solar.  It  has

ns,  with  a

er plant. The

flow  throug

h allows ach

rate  of  119

rate  of  195

be used as m

d  to  the PSA

compression

tive steam  (

on of such k

convention

g  research  i

ation of inno

nal air conde

partial view of 

ducts from o

nergy from a

esalting wat

abolic trough

a  heat  sou

ound  200 ºC

s  a  producti

a  mean  col

e  low‐

h  two 

ieving 

9 kg/h, 

5 kg/h, 

motive 

A MED 

n. The 

40  ‐ 6 

ind of 

al  air 

n CSP 

vative 

ensers 

the 

one or 

a solar 

ter  for 

h solar 

rce  in 

C.  The 

ion  of 

lector 

41  

temp

direct

The f

in ea

therm

polyg

Curre

absor

 

 

Test‐

The  i

two  s

collec

large

conne

stora

units

direct

moni

therm

with t

perature of 2

t normal irra

field is config

ch  row. This

mal oil can b

generation ca

ently the sola

rption heat p

Bed for Sola

nstallation  i

solar  fields o

ctors  in  serie

‐aperture  co

ected  to wa

ge,  and  hav

. The  test‐be

t  supply  of 

tored  (temp

mal power is

temperature

200 ºC, and e

adiance). 

gured with 8

s  configurat

e up to 220 

an be evalua

ar field is go

pump couple

ar Membrane

s designed  f

of  flat‐plate 

es  (Solaris C

ollectors  in 

ater storages

ve  a  distribu

eds allow  fo

f  solar  ener

peratures  an

s 7 kWth in o

e up to abou

efficiency ov

8 collectors p

ion  supplies

°C, so differe

ated. 

oing to be us

ed to the PSA

Figure 32. NE

e Distillation

for evaluatin

collectors a

CP1 Nova, by

parallel  (LB

s of 1500 litr

ution  system

or a stationa

gy  without 

nd  flows)  a

ne case and

t 90 ºC. 

ver 55% in th

placed in 4 p

 125 kW of 

ent schemes

sed to gener

A MED plant

P PolyTrough 1

n Application

ng  solar  the

vailable: on

y Solaris, Spa

M  10HTF,  b

res acting as

m which  ena

ry heat supp

buffering.  T

nd  allows  f

d 14 kWth in 

he range of 1

parallel rows

thermal ene

s for making 

ate steam fo

. 

1200 solar field

ns at Pilot‐Sc

rmal desalin

e of 20 m2 w

ain), and an

by Wagner  S

s heat buffe

bles  simulta

ply using  the

The  installa

for  heat  flow

the other, a

120‐220 ºC (

s, with two c

ergy. The  te

use of the th

or supplying 

cale 

nation applic

with  two par

other one o

Solar,  Spain)

rs  for  therm

aneous  conn

e  thermal he

tion  is  fully

w  regulation

nd hot wate

(for 1000 W/

collectors in 

emperature o

hermal ener

the double‐

cations. Ther

rallel  rows o

of 40 m2 with

).  Both  field

mal  regulatio

nection  of  se

eat storage 

y  automated

n.  The  max

er can be sup

/m2 of 

series 

of  the 

rgy for 

‐effect 

re are 

of  five 

h  four 

ds  are 

n and 

everal 

or  for 

d  and 

ximum 

pplied 

42  

Figu

 

The in

desal

work

collec

a  hea

modu

manu

1

2

3

4

5

 

Benc

and D

The in

evalu

of po

has a

close

spare

instal

side. 

contr

feed 

re 33. Internal 

nstallation h

lination  unit

ing  in  open

cted and mix

at  dissipatio

ules  and  has

ufacturers. T

1. Plate and

area 2.8 m

2. Two plat

with  tota

three sep

3. Spiral‐wo

4. Two  spira

24 m2 eac

5. WTS‐40A

distillatio

membran

h‐Scale Unit

Direct Conta

nstallation c

uating direct‐

olypropylene

a condensati

d  at  the  bo

ed  to operat

llation has tw

On  the  hot

rolled by a th

side of  the 

(left) and exter

PSA lo

has a separat

ts  and  as  a 

  or  closed  l

xed together

on  system.  T

s  a wide  ra

The list of MD

d  frame air‐g

m2). 

e and  frame

al membrane

parate modu

ound PGMD c

al‐wound AG

ch. 

A and WTS‐40

on technolog

ne area respe

t  for Testing

ct Configura

onsists of a t

‐contact, air‐

 and designe

ion plate on

ottom  to  op

te on direct‐

wo separate

t  side,  there

hermostat (9

module by a

nal (right) view

ow‐temperatur

te water circu

device  for  s

oop.  In  the 

r to be fed a

The  installat

nge  of  diffe

D modules th

gap  (AG) MD

e permeate‐

e area 9 m2)

les connecte

commercial 

GMD modul

0B units from

gy using mod

ectively). 

g Membrane

ations 

test‐bed with

‐gap or perm

ed so that th

  the cold sid

erate  on  pe

‐contact mo

e hydraulic c

e  is  a  tank  o

90 ºC maximu

a centrifuga

ws of the Memb

re solar therma

uit that can b

supplying  sim

  latter  case

again into th

tion  current

erent  comme

hat have bee

D commercia

‐gap  (PG) M

), a compact

ed in series f

modules Ory

es  from Aqu

m Aquaver, 

dules fabrica

e Distillation

h a small pla

meate‐gap m

he membran

de  to operat

ermeate‐gap

de. The effe

circuits, one 

of  80 liters 

um), and circ

l pump. On 

brane Distillatio

l desalination f

be used for c

mulated  seaw

,  both  the  d

e desalinatio

tly  operates

ercial  and  p

en evaluated 

al modules  f

D prototype

t one  (M33) 

for higher en

yx 150 from 

uastill with m

based on m

ated by Mem

n application

ate and fram

membrane dis

e can be rep

te on air‐gap

  keeping  th

ective memb

on the hot 

equipped w

culation is m

the cold sid

n experimenta

acility. 

cooling (abou

water, with 

distillate  and

on units afte

  with  Mem

pre‐commerc

or are unde

from Scarab 

es  from Kepp

and anothe

ergy recover

Solar Spring 

membranes 

ulti‐effect va

msys (5.76 m

ns  in Air‐Ga

e module tha

stillation. Th

placed very e

p configurat

e  distillate  i

brane  surfac

side and ano

ith  an  elect

made from th

de  there  is a

l test bed withi

ut 3.5 kWth) 

the  possibi

d  brine  flow

er passing th

mbrane  Distil

cial  units  fro

er evaluation

(total mem

pel  Seghers 

er which  is s

ry (PT5). 

 (10 m2). 

area of 7 m

acuum mem2 and 6.4 m2

ap, Permeate

at can be us

e module is 

easily. The m

tion, but  it c

inside  the  g

ce  is 250 cm

other on the

tric  heater  (

he storage an

a chiller  (800

in the 

in the 

lity  of 

ws  are 

rough 

llation 

om  all 

 is: 

brane 

(both 

plit  in 

m2 and 

brane 2 total 

e‐Gap 

ed for 

made 

module 

can be 

gap  or 2. The 

e cold 

3 kW) 

nd the 

0 W at 

43  

20 ºC

and  t

and p

 

Figure

 

Benc

The  f

funda

uniqu

1

2

3

4

5

6

C) controlled

the module. 

pressure sen

 34. Bench‐scal

h‐Scale Unit

facility  is  a 

amental  and

ue features t

1. Cell  form

distributi

2. Adjustab

VMD, VA

3. Temperat

4. Driving fo

5. Fully  aut

touch scr

6. Practical 

d by  tempera

The circuit 

sors, connec

le unit for testin

t for Flat She

high  precis

d  feasibility 

that are esse

mat with  rep

on and regim

le MD  chan

GMD). 

ture precisio

orce tempera

omated  con

reen PLC. 

A4 format fo

ature and w

is heat  insu

cted to a SCA

ng membranes

eet Membran

ion  laborato

test  trials  o

ential for rep

presentative 

me to be app

nel  configur

on of 0.5 ºC.

ature differe

ntrol  system

or membrane

water  is circu

lated and  fu

ADA system.

s on isobaric MD

ne Distillatio

ory  grade  re

on membran

resentative a

flow  distrib

plicable to fu

ration  to  all 

ence controll

  and  large 

e and conde

lated betwe

ully monitore

D 

on Testing 

esearch  equ

ne  distillatio

and scalable

bution.  The  c

ull scale MD t

channel  var

able. 

range  of  po

enser foil mat

een a cold st

ed  for  tempe

uipment  des

n.  It  posses

 results: 

cell  size  is  s

technology. 

riants  (PGMD

ossible  param

terials. 

torage of 80

erature,  flow

signed  for  t

sses  the  foll

sufficient  for

D, AGMD, D

meter  settin

0 liters 

w rate 

esting 

owing 

r  flow 

DCMD, 

ngs  by 

44  

 

Benc

The  i

osmo

the  d

meas

in pre

pump

up  to

hydra

the  d

meas

The c

has  t

gauge

h‐Scale Unit

installation  c

osis (FO) whi

draw  solutio

surements. T

essure  retar

p (3 L/min; u

o 15 bar are 

aulic channe

draw  solutio

sure changes

containers h

two  conduct

es in each lin

Figure 35. Be

t for Tests w

consists  of  a

ch can be co

on  and  two 

The hydraulic

rded osmosis

up to 17 bar)

used. The c

els  in zig‐zag

on  and  two 

s in the mass

ave an auto

tivity meters

ne and temp

ench‐scale unit 

ith 2‐stage F

a  test‐bed w

onnected in s

for  the  fee

c circuit has 

s  (PRO) mod

are installed

cells have ea

4 mm wide

for  the  fee

s flow rates o

omatic dosin

s  for  low  sa

erature read

 for testing MD

Forward Osm

with  two  sm

series or in p

ed  solution,

 been modif

de. For  that 

d in the draw

ach a  total e

e and 2 mm 

ed  solutions

of the draw s

g system  to

alinity  and  o

dings. 

D with flat‐shee

mosis and Pr

mall  plate  an

parallel. The

,  each  with 

fied so that t

purpose, ste

w side, and c

effective me

deep. The s

,  each  place

solution and 

 keep  the sa

one  for  high

t membranes 

essure‐Reta

d  frame mo

re is, therefo

variable  flo

the modules

eel pipes an

ells with ope

mbrane area

ystem uses 

ed  on  a  bal

the feed sol

alinities cons

  salinity,  as 

 

rded Osmos

odules  of  fo

ore, one pum

ow  and  flow

s can be ope

d a high‐pre

erational pre

a of 100 cm

one contain

lance  in  ord

lution of eac

stant. The sy

 well  as  pre

sis 

rward 

mp for 

w‐rate 

erated 

essure 

essure 2, and 

er  for 

der  to 

ch cell. 

ystem 

essure 

45  

 

Pilot 

The p

forwa

The  f

with 

3.6 m

The r

of wh

able 

SWRO

Finall

The i

and i

used 

can b

Plant for Stu

plant has thr

ard osmosis;

forward osm

eleven mem

m3/h. 

reverse osmo

hich hosting 

to work at d

O, BWRO or 

ly, there is a 

nstallation is

s designed i

as a pre‐tre

be used in PR

Fig

udying Comb

ree different

; (ii) reverse 

mosis  (FO) un

mbrane leave

osis (RO) uni

4 membran

different pre

NF membra

MF unit with

s completely

n a flexible w

eatment for 

RO mode usin

gure 36. Bench‐

binations of 

t units that c

osmosis; (iii)

nit uses a 4”

s of 1.5 m2 s

it has 4 vesse

nes. The nom

essures up  to

nes can be u

h 3 m3/h nom

y monitored 

way regardin

RO, or NF ca

ng the pump

‐scale unit for t

Forward Os

can be coup

) microfiltrat

”  spiral‐wou

surface each

els that can 

minal  flow ra

o a maximu

used. 

minal flow ra

with pressu

ng the interc

an be used  i

ping system o

esting FO and P

smosis and R

led  in differ

tion. 

und Cellulose

, supplied by

be connecte

ate  is 3 m3/h

m of 80 bar

ate. 

re sensors, c

connection o

in combinati

of the RO un

 

PRO 

Reverse Osm

ent ways be

e Triacetate 

y HTI. The no

ed in series o

h, and  the p

. The unit  is

conductivity 

of the units, 

ion with FO,

it. 

mosis 

etween them

(CTA) mem

ominal flow r

or in parallel

pumping syst

s designed so

y and flow‐m

so that FO c

, and even t

m: (i) a 

brane 

rate is 

, each 

tem  is 

o  that 

meters, 

can be 

he FO 

46  

 

2.2 LA

The P

activi

includ

The  e

descr

 

 

 

ABORATORY 

PSA Solar Co

ity  lines and

ded in this la

Durabilit

Develop

reflectiv

Solar ref

Receiver

Solar hyd

Radiome

Material

Material

Geomet

equipment  a

ribed in the n

Figu

OF SOLAR CO

oncentrating 

d provided w

aboratory are

ty and chara

ment  and  t

e coatings) 

flectors dura

rs testing and

drogen 

etry 

ls and compo

l for Therma

rical charact

and  capaciti

next sections

ure 37. Test bed

ONCENTRAT

Systems Un

with equipme

e the followi

cterization o

testing  of  a

bility analys

d characteriz

onents for m

l Storage 

erization of 

es  of  this  la

s  

d for FO‐RO com

TING SYSTEM

nit has a  larg

ent  located 

ing: 

of materials u

advanced  o

is and optica

zation for co

molten salt ci

solar concen

aboratory  re

mbination rese

M UNIT 

ge distribute

in Almería a

under conce

ptical  coatin

al characteriz

oncentrating 

rcuits 

ntrators 

elated  to  ea

arch 

ed  laboratory

and Madrid. 

ntrated sola

ngs  (i.e.,  se

zation  

solar therma

ch  of  these 

 

y covering se

The activity

r radiation 

elective  and 

al systems 

activity  line

everal 

y  lines 

anti‐

es  are 

47  

2.2.1 DURABILITY AND CHARACTERIZATION OF MATERIALS UNDER CONCENTRATED SOLAR 

RADIATION 

This  activity  line  of  the  laboratory  is  focused  on  the  study  and  evaluation  of  how  the 

concentrated  solar  radiation  affects  the  performance  and  durability  of  materials.  This  is 

especially  important  for materials  used  for  central  receivers,  thus  requiring  an  accelerated 

ageing to study the durability of the most critical components of solar thermal power plants, 

not  only  absorbent materials,  but  also  surface  treatment  and  coatings  that  increase  their 

absorptance.  It  is  therefore necessary  to  find out and  study  the mechanisms of  the physical 

degradation,  fatigue  and  breakage  of  these  materials  at  high  temperatures  under 

concentrated solar radiation. 

The  equipment  associated  to  this  activity  is  composed  of  devices  located  both  indoor  and 

outdoor. The indoor devices are devoted to the metallographic preparation and the analysis of 

test  pieces  treated  with  concentrated  solar  radiation  and  eventually  thermal  cycling  for 

accelerated aging, and characterization of solar  test by  thermogravimetry. These devices are 

inside  the  Solar  Furnaces  control  building  and  located  in  four  rooms,  every  one  of  them 

dedicated to different kind of analyses: 

- The Metallography Room 

- The Microscopy Room 

- The Thermogravimetry Room 

- The Thermal Cycling Room 

The lab’s equipment located in these rooms is listed below: 

Metallography Room 

- Automatic cut‐off machine: Struers Secotom 

- Manual cut‐off machine: Remet TR60 

- Mounting press: Struers Labopres‐3 

- Vacuum impregnation unit: Struers Epovac 

- Polisher: Tegrapol‐15 automatic with Tegradoser‐5 dosing system 

- Metallographic polisher 2 plates: LS1/LS2 (Remet) 

- Grinder: Remet SM1000 

- Ultrasonic bath: Selecta Ultrasons‐H 75ºC with heater 

- Fume cupboards: Flores Valles VA 120 960 M‐010‐02 

- Power Source programmable: Iso‐Tech IPS 405 for electrochemical attack  

- Analytical sieve shaker: Retsch AS 200 Control  (Sieves: 20, 10, 5, 2.5 y 1.25 mm and 

710, 630, 425, 315, 250, 160, 150, 90, 53 y 32 µm) 

- Digital Camera with reproduction table 

48  

 

Micro

--

--

----

 

 

Therm

-

oscopy Room

- 3D Optica

- Leica  DM

motorize

- Olympus 

- Struers m

micro Vic

- Manual h

- Surface F

- Balance: 

- Balance: 

Figure 39

mogravimet

- The  ther

range  am

FC1600T)

Figure 38. V

m  

al Surface M

MI  5000  opt

d table. 

optical micr

micro hardne

ckers hardne

hardness test

Finish Measu

Mettler E200

Mettler Tole

9. View of a) the

ry Room 

rmogravimet

mbient  to  1

) and a therm

View of the Me

etrology Sys

ical microsc

roscope Unio

ess tester Du

ss tester HM

ter 

ring Unit ZEI

01/MC max 

edo classic m

(a) 

e Microscopy R

tric  Balance 

1750°C)  equ

mostatic line

etallography Ro

stem: Leica D

ope  with  Le

on MC 85647

uramin HMV

MV‐AD 3.12.

ISS Surfcom 

60Kg 

max 320g / m

Room, b) Therm

SETSYS  Evo

uipped  with 

e to 200°C, w

om in the Solar

DCM 3D 

eyca‐IM50  im

7. 

‐2 with visua

480 with dat

in 10mg 

mogravimetric b

olution18  T

a  compact

with a securit

r Furnaces build

mage  acquis

alization syst

ta processor

balance inside o

GA,  DTA,  D

recirculatin

ty box for te

ding 

sition  system

tem and sof

r 

(b) 

of its Room. 

DSC  (Temper

ng  cooler  (J

ests in presen

m  and 

ftware 

rature 

Julabo 

nce of 

49  

H2,  and  adapted  to  connect  a  controlled  evaporator  mixer  and  a  MicroGC 

simultaneously  to  the  equipment.  This  thermogravimetic  Balance  has  different 

possibilities of tests: 

a) Tests under pure Hydrogen atmosphere up to 1750°C 

b) Tests under pure Oxygen atmosphere  

c) Tests under H2O steam with other gases simultaneously. 

d) Tests under corrosive atmosphere up to 1000°C 

- CEM System (Controled evaporator mixer system) for steam supply. 

- Fixed Gas Detector: Dräger Polytron SE Ex, with a control system Regard 1. 

Thermal Cycling Room 

It includes the instrumentation necessary for thermal cycling: 

- two muffle furnaces,  

- a high‐temperature kilns,  

- a weathering chamber,  

- an air‐cooled volumetric receiver test loop and associated instrumentation; 

- optical and electronic microscopes,  

The  indoor  devices  located  in  the  four  rooms  described  above  are  complemented  by  an 

electronic microscope  installed  in  its own room, which  is shared by the AMES and SCS units, 

and with the following specifications. 

- Scanning electronic microscope  (SEM)  ‐ Hitachi, model S‐3400N  II, high/low vacuum, 

secondary  electron  image,  backscattered  electron  image,  cooling  stage  and 

magnification 5x to 300.000x. 

- Energy dispersive x‐ray spectrometer (EDS) Quantax 400 

Besides, the SEM room also has environmental secondary electron detector  (ESED), a critical 

point dryer and sputterer. 

The outdoor equipment  is composed of several solar‐dish concentrators  located close to the 

PSA  solar  furnaces building. These  solar dishes are used  for  thermal cycling under  real  solar 

conditions, with very high solar flux (up to 1200 kW/m2) and high temperatures (from 200°C to 

1200°C) and are equipped with different  test benches  for volumetric and  tube configuration 

testing. 

2.2.2 ADVANCED OPTICAL COATINGS 

This  laboratory  line  is  devoted  to  the  development  and  complete  study  of  new  selective 

coatings  for  absorbent materials  used  in  solar  concentrating  systems  at medium  and  high 

temperature  (up  to 600°C), as well as  for anti‐reflective  treatments  for glass  covers used  in 

some  receiver designs,  such as  receiver  tubes  in parabolic‐trough collectors. The equipment 

devoted  to  this activity  line  is  sufficient  to  characterize and evaluate  coating developments, 

and  to evaluate  the behaviour of other  treatments available on  the market or developed by 

other public or private institutions. The equipment associated to this line may be also used for 

50  

optic

devot

A sum

al  character

ted to the ac

mmary of the

Perkin Elm

Perkin‐Elm

sphere m

Portable 

absorpta

substrate

integratin

semi‐cylin

QUV wea

BROOKFI

KSV CAM

Kilns. The

- 120x

- Contr

- 500x4

rization  of  s

ctivity line de

e equipment

mer LAMBDA

mer Frontier

manufactured

Optosol abso

nce  and  the

es  and  abso

ng sphere w

ndrical tunne

athering cham

ELD LVDV‐I+

200 goniom

ere are three

100x300 mm

rolled atmos

400x600 mm

  

(a) 

(c) 

solar  reflecto

evoted to tes

t available fo

A 950 Spectr

r FTIR spectr

d by Pike (Fig

orber charac

ermal  emitt

orber  tubes

ith two dete

el which emi

mber, Q‐PAN

 Viscometer

eter for mea

e kilns for the

m kiln with a 

sphere kiln w

m forced con

ors,  thus  co

sting and cha

or advanced o

rophotomete

rophotomete

gure 40b) 

cterization eq

tance  of  se

s.  The  devi

ectors (Figur

its infrared r

NEL, for acce

r. 

asuring conta

ermal treatm

maximal tem

with a maxim

vection kiln 

omplementin

aracterizatio

optical coati

er (Figure 40

er equipped 

quipment: T

lective  abso

ce  for  mea

re 40C). For 

radiation at 7

lerated agei

act angles (F

ment: 

mperature of

mal temperat

with a maxim

ng  the  equip

on of solar re

ngs is given 

0a). 

with a gold‐

his equipme

orbers  at  70

asuring  abso

measuring e

70°C (Figure 

ng tests (Figu

igure 40f). 

f 1200°C. 

ure of 800°C

mal tempera

(

pment  speci

eflectors 

below: 

‐coated integ

ent measures

0°C,  both  o

orptance  ha

emissivity,  it 

40e). 

ure 40d). 

C. 

ature of 550º

 

(b) 

(d) 

fically 

grated 

s solar 

n  flat 

as  an 

has a 

ºC. 

 

51  

 

2

The P

reflec

DLR c

mate

optic

optic

Fig. 4

.2.3 SOLAR R

PSA  Solar Co

ctor durabilit

called OPAC

erials used as

al paramete

al analysis  la

4 left): 

Three  po

measurin

and 23 m

One port

specular 

3.5, 7.5, 1

Reflectom

spatial  re

aperture 

Perkin El

specular 

Nikon  D3

parasitic 

Zeiss Axio

for findin

Hitachi S3

Parstat 40

General 

spectroph

developm

   

(e) 

Fig

REFLECTOR D

oncentrating

ty analysis is

.  It  is provid

s reflectors i

ers of solar r

ab has  the  f

ortable  spec

ng specular r

mrad). 

able specula

reflectance a

12.5 and 23 m

meter protot

esolution  of

angles (mod

mer Lambda

reflectance a

3  camera  an

reflections. 

o microscop

g the profile

3400 electro

000 impedan

Purpose  Op

hotometer  w

ment of new 

gure 40. Advanc

DURABILITY A

g  Systems U

s the result o

ed with the 

n solar conc

reflectors an

following eq

cular  reflecto

reflectance a

ar reflectome

at 460, 550, 

mrad). 

type  for mea

f  10  pixel/m

del SR2, desig

a 1050 spect

accessory wi

nd  90  cm  C

e model CSM

es and rough

onic scan mic

nce system t

ptical  bench

with  advanc

measureme

 

ced optical coat

ANALYSIS AN

nit  activity  l

of a joint col

necessary e

centrating sy

nd their poss

uipment  for

ometers,  De

at 660 nm a

eter, Devices

650 and 720

asuring spec

mm,  which 

gned and pat

trophotomet

ith 0 to 68º i

Cubalite  kit 

M 700  (with

ness of high

croscope (SE

to analyse th

h  as  accesso

ced  feature

ent instrume

tings laboratori

ND OPTICAL 

line on optic

laborative in

equipment to

ystems. Thes

sible deterio

  the optical 

evices  and  S

t different a

s and Service

0 nm and at d

cular reflecta

measures 

tented by DL

ter, with 15

ncidence an

for  photos 

 magnificati

ly reflective 

M) with EDX

e corrosion 

ory  for  the 

s  for  moun

nts. 

(f

es equipment. 

CHARACTER

cal  characte

nitiative betw

o completely

e labs allow 

ration to be

analysis of s

Services  Mo

aperture ang

es model MW

different ape

ance  in a 5 c

at  various 

LR). 

0‐mm  integr

gles (URA). 

of  specular 

ons of 5, 10

surfaces. 

X analysis. 

of reflector m

Perkin  Elm

nting  optical

   f) 

IZATION 

rization  and

ween CIEMA

y characteriz

the charact

e determined

solar mirror

odel  15R‐US

gles  (3.5, 7.5

WR, for meas

erture angle

cm diamete

wavelengths

rating spher

surfaces  w

0, 20, 50 and

materials. 

mer  Lambda 

l  devices  fo

  solar 

AT and 

ze the 

eristic 

d. The 

s  (see 

B,  for 

5, 12.5 

suring 

s (2.3, 

r with 

s  and 

re and 

ithout 

d 100) 

1050 

or  the 

 

52  

Attension  Theta  200  Basic  tensiometer  for  static  and  dynamic  contact  angle 

assessment, which  is  a  key  parameter  to  study  the  performance  of  the  anti‐soiling 

coatings applied to solar reflectors and receiver tubes. 

The  two  solar  reflector  durability  analysis  labs  are designed  for  accelerated  ageing  tests  of 

these  materials  with  the  purpose  of  predicting  in  a  short  time,  the  behaviour  of  these 

materials during their useful lifetime (see Fig. 4 right). To do this, the environmental variables 

producing degradation of  solar  reflectors when  they are exposed  to outdoor  conditions are 

applied in a controlled manner, both separately and  in combination. The following simulation 

equipment is available for these accelerated ageing tests: 

ATLAS SC340MH weathering chamber for temperature (from ‐40 to+120ºC), humidity 

(from 10 to 90%), solar radiation (from 280 to 3000 nm) and rainfall of 340L. 

Vötsch VSC450 salt spray chamber with temperatures from 10 to 50ºC (450L). 

Erichsen 608/1000L salt spray chamber with temperatures from 10 to 50ºC. 

Two  ATLAS  UV‐Test  radiation  chambers  where  UV  light  (with  a  peak  at  340 nm), 

condensation and temperature can be applied. One of the chambers also includes rain 

simulation. 

Hönle UVA Cube Ultraviolet radiation chamber. 

KÖHLER HK300M acid rain chamber, 300 L and temperatures up to 70ºC and humidity 

up to 100%, to apply the Kesternich test. 

SC100  heatable water  bath,  to  perform  the Machu  test,  according  to  the Qualitest 

guideline. 

Vöstch  VCC3  0034  weathering  chamber  to  test  the  material  resistance  against 

corrosive gasses (335L, see Fig. 5). 

Ineltec  CKEST  300  test  chamber  for  humidity  and  condensation  testing  with 

temperatures up to 70ºC (300L). 

Memmert HCP108 weathering chamber to apply humidity (20‐95 %) and temperature 

(20‐90 °C with humidity and 20‐160 °C without humidity). 

Two Nabertherm LT 24/12 and LT 40/12 Muffle Furnaces. 

Control  Técnica/ITS GmbH  sandstorm  chamber with wind  speeds up  to 30ºm/s  and 

dust concentrations up to 2.5 g/m³. 

Erichsen  494  cleaning  abrasion  device  to  test  the  degradation  due  to  the  cleaning 

brushes, with several cleaning accessories. 

Taber 5750 linear abraser to check the materials resistance against the abrasion. 

Lumakin A‐29 cross‐cut tester to analyze the possible detachment of the paint layers. 

Several devices for thermal cycles specially designed at the PSA. 

 

 

 

53  

 

Along

outdo

accel

clean

recen

one  t

cond

use, 

clean

instru

 

 

 

 

 

Figure 4

g with  these

oor  weathe

erated  agei

ning strategy

ntly  installed

to  accelerat

itions. Finall

such  as  pre

ning,  tools  f

umentation f

41. OPAC solar r

e  labs,  there

r  conditions

ng  tests,  to

y and to ana

d, one  to  tes

te  the  reflec

y, the  labor

ecision  scale

for  reflector

for measurin

Fig

reflector optica

e are a  serie

s  and  comp

o  study  the 

lyse the soili

st  the  influen

ctors  degrad

atories are e

es,  thermo 

r  samples  p

ng pH, condu

gure 42. Climat

 

al characterizati

es of outdoo

paring  their

effectivene

ing rate. In a

nce of block

dation  due  t

equipped wi

magnetic  st

preparation 

uctivity, oxyg

te chamber wit

ion lab (left) an

or  test bench

r  degradatio

ess  of  speci

addition, two

king on  the c

to  UV  radia

ith accessori

tirrer,  drier,

(cutting  and

gen, etc. 

h corrosive gas

d durability ana

hes  for expo

on  with  tho

al  coatings, 

o heliostat t

coatings  lifet

tion  under 

ies necessary

,  ultrasonic 

d  polishing),

es. 

alysis lab (right

osing materi

ose  found  i

  to  optimiz

test benches

time and an

outdoor  we

y  for their p

bath  for  sa

,  safety  cab

 

t) 

ials  to 

n  the 

e  the 

s were 

nother 

eather 

proper 

ample 

binets, 

54  

2

T

This 

assoc

HEAT

labor

meas

meas

tube,

the h

levels

of the

done

receiv

null. T

in on

and t

HEAT

than 

temp

aroun

parab

Besid

and d

 

Figure 43

 

The  l

site w

comp

config

.2.4  RECEIV

HERMAL SYS

activity  line 

ciated  to  lin

TREC  (see  fig

ratory  condi

suring optica

surements  ca

,  thus obtain

heat  loss by 

s in the spac

e selective c

  by  evaluat

ver tube vs t

The optical e

e measurem

transmittanc

TREC device 

62 mm and 

perature rang

nd  10‐2  mba

bolic troughs

des HEATREC

devices for p

3. View of the H

ab equipme

with  the aim

ponent  is a  t

gurations an

VERS  TESTI

STEMS 

comprises 

near  receiver

gure 43,  left

itions  and  a

al efficiency 

an be done 

ning a more 

radiation.  In

ce between t

oating can b

ting  the  slop

the time dur

efficiency is 

ment the rece

ce of the rece

lets to chara

tube length 

ging from 10

ar.  RESOL  is

s, i.e. tubes 4

C and RESOL,

roper manip

HEATREC test ch

ent devoted 

m of  studying

test bench  s

nd its ageing.

NG  AND  C

both  linear 

rs  is  located

t)  for measu

an  outdoor 

of  single  re

under vacu

uniform  tem

n addition,  is

the metallic 

e then inferr

pe  of  the  te

ing an interv

calculated fr

eiver optical 

eiver tube. 

acterize heat

lower than 

00°C to 500°

s  currently  c

4060 mm‐lon

 the activity 

pulation and 

hamber to measmeasure recei

to volumetr

g  in depth a

specially des

. This test be

CHARACTERI

receivers  a

d  at  PSA  an

uring heat  lo

test  bench 

ceiver  tubes

um  conditio

mperature a

s possible to

absorber tu

red from the

emperature 

val of steady 

rom a energy

efficiency, i.

t losses of re

4.5 m. Meas

°C. The vacu

configured  t

ng and with a

line devoted

monitoring 

sure heat losseiver’s optical ef

ric  receivers 

at  lab  scale  t

signed  for  th

ench has the 

ZATION  FO

nd  volumet

nd main  dev

oss of  single

called  RESO

s under natu

ons  to avoid 

along  the  rec

 determine 

be and the g

ese measure

of  a  fluid  (

state solar r

y balance of 

.e. the comb

eceiver tube

surements ca

uum  in the te

to  measure 

absorber tub

d to linear re

of receiver t

es in solar receivfficiency (right).

is  installed 

the  solar vo

he  test of n

flexibility to

OR  CONCEN

ric  receivers

vices  are  a  t

receiver  tu

OL  (see  figu

ural  solar  ra

convection 

ceiver sectio

heat  loss at 

glass envelop

s. The optica

(water)  circu

radiation wh

the system. 

ined value o

s with inner

an be perfor

est chamber

standard  re

be diameter 

eceivers is eq

ubes. 

ver tubes (left) . 

at CIEMAT‐M

lumetric  tec

ew  volumet

 study: 

NTRATING  S

s.  The  equip

test  bench 

bes under  i

ure  43,  righ

diation. Hea

outside  the

on and  lookin

different va

pe. The emis

al efficiency 

ulating  insid

en heat loss

 The test pro

of the absorp

r diameter g

rmed for abs

r can be set 

eceiver  tube

of 70 mm. 

quipped with

and RESOL tes

Moncloa  (M

chnology.  Its

tric absorber

SOLAR 

pment 

called 

ndoor 

ht)  for 

at  loss 

e glass 

ng  for 

acuum 

ssivity 

test is 

de  the 

es are 

ovides 

ptance 

reater 

sorber 

up to 

es  for 

h tools 

 

t bench to 

adrid) 

 main 

rs and 

55  

-

-

The m

-

-

-

-

 

T

is

te

th

4

c

 

- The press

fluid  vel

Forchheim

inertial p

the previ

- The  extin

approxim

law. 

main equipm

- Receiver 

infrared c

- Helicoida

flow‐rate

- Extraction

measurem

- A 4‐kW s

parabolic

The lab‐equip

s  compleme

emperature 

hermocline 

46)  and  dyn

haracterizat

sure differen

ocity,  for  t

mer  extensio

permeability 

ously describ

nction  coeff

mate  radiatio

ment installed

sub‐system:

camera, 

al Air‐Water 

e measureme

n system: w

ment, and an

solar simulat

c concentrato

pment descr

nted by an 

using  hot 

storage  test

namic  (¡Erro

ion of porou

F

nce across th

the  determi

on  to Darcy

coefficient. 

bed installati

ficient  of  dif

on  analysis  i

d in this test 

: with 24 K‐t

Heat Exchan

ent, a water 

ith 1 k‐type 

n air blower.

or, installed 

or (Figure 45

ibed above t

indoor  smal

air  as  heat 

t bench  (of a

or!  No  se  e

us beds. 

igure 44. Test b

he volumetr

ination  of  t

y’s  law:  the 

A differentia

ion, for the p

fferent  med

n  semi‐tran

bench (Figu

type thermo

nger sub‐sys

pump and 2

thermocoup

. 

 in CIEMAT‐

5) that can re

to study volu

ll  facility  to 

transfer  flu

about 0.1 m

encuentra  e

bench for volum

 

 

 

ic absorber f

the  main  p

viscous  perm

al pressure 

properties de

diums,  whic

sparent med

re 44) is: 

ocouples, 2 s

tem: with 4 

 surface ther

ple, 1 PT100 

Moncloa ma

each fluxes o

umetric rece

study  therm

uid.  This  sm

m3) as experim

el  origen  d

metric receiver 

for different

properties  d

meability  co

drop system

etermination

h  can  be  u

diums  follow

urface therm

PT100 senso

rmocouples,

sensor, an a

ade up of a X

of up to 1400

eivers at atm

mal  storage m

all  facility  is

mental  loop

de  la  refere

testing 

t fluid densit

described  b

oefficient  and

m  is  installed

n 

used  as  a  to

wing  the  Bo

mocouples a

ors, a water

, 

air mass flow

Xenon lamp 

0 kW/m2. 

mospheric pre

materials  fo

s  composed

p  for  static  (F

encia.47)  th

 

ty and 

y  the 

d,  the 

, with 

ool  to 

uger’s 

nd an 

r mass 

w‐rate 

and a 

essure 

r high 

d  of  a 

Figure 

ermal 

56  

 

 

D

c

c

The s

energ

resist

therm

levels

phase

the  e

offers

The t

-

Figureregenearrang

Figure

Dynamic conf

haracterizat

harges and d

system cons

gy. They hea

tor  is  1000

mocouples u

s with 5 mea

e electrical m

external  surf

s a complete

two possible 

Static  co

character

conductiv

  46.  Front erative  storagement. 

e 45. Xenon lam

figuration: In

ion of the gl

discharges st

ists of six po

at  the air up

0°C)  by  me

units of 400 

asurement e

measuremen

face  temper

e image of th

configuratio

onfiguration

rization of ef

vity, thermal

view  of  thege  system 

mp used in the v

n this configu

obal storage

trategies, etc

ower heating

p  to a  target

ans  of  a  t

mm  long ar

ach level. Th

nt, to match

rature mapp

he external c

ons of this te

:  In  this  c

ffective ther

l losses, stor

e  lab‐scale in  static 

Fd

 

volumetric rece

uration, the 

e at different

c. 

g resistors w

t  temperatur

temperature

re used. The

he total pow

 the energy 

ping  is  regis

hassis of the

est bench are

configuratio

rmo‐physical

ed energy, e

Figure 47. Frondynamic arrang

eiver test bench

experimenta

t working tem

with a total p

re  (maximum

e  controller.

e behaviour 

er consumpt

balances an

stered  by  a 

e tank. 

e: 

n,  the  exp

l parameters

etc. for differ

nt view of  the  lgement. 

h at CIEMAT (M

al loop allow

mperatures, 

power of 150

m  temperatu

  An  amou

of  the  tank 

tion is record

nd the heat 

thermograp

perimental 

s of the bed;

rent filler ma

lab‐scale regen

Madrid) 

ws an agile 

filler materi

000 watts e

ure  limited b

nt  of  35  K

is measured

ded, with a t

losses. More

ph  camera, 

loop  allows

; material th

aterials, 

nerative storage

 

als, 

lectric 

by  the 

K‐type 

d at 7 

three‐

eover, 

which 

s  the 

ermal 

e system  in 

57  

2

Appli

of  en

gene

demo

Some

are b

well a

Some

at  lab

follow

Deve

In the

‐Mate

impro

therm

assay

Furth

dama

subje

therm

asses

For m

Hydro

 

.2.5 SOLAR H

cation of so

normous  im

ration  thro

onstrated, su

e high tempe

een investig

as hybrid sys

e specific act

b  scale  the 

wing topics: 

lopment of i

e first catego

erials  charac

ove  kinetic

mochemical 

yed for the th

hermore,  in 

age  induced

ected  to  cyc

mal, mechan

ssing the infl

material  cha

ogen Labora

Figure 48

HYDROGEN 

lar concentr

mportance  in

ough  therm

uch as produ

erature endo

gated by CIEM

stems involvi

tivities are st

PSA  R+D  a

(1) Exploring

innovative so

ory, some sp

cterization  –

s  and  red

cycles. These

hermochemi

order  to  qu

  by  therma

cling  heating

ical, and che

uence of tre

racterization

tory in Monc

. Indoor Solar S

ating techno

n  PSA.  The 

modynamic 

ction of hyd

othermic rea

MAT‐PSA thr

ing solar‐driv

tudied at the

ctivities  rela

g new mate

olar reactors

ecific activiti

–Our  researc

duce  workin

e materials a

ical cycles un

ualify  these 

l  shock  on 

g  under  wel

emical prope

atments ont

n, a versatile

cloa (Madrid

Simulation Loop

ologies to hig

best  know

cycles,  but

rogen and so

actions for co

rough a rang

ven fossil fue

e laboratory o

ated  to  sola

rials as cand

s as fluidised

ies are fores

ch  efforts  a

ng  tempera

are synthesiz

nder differen

materials,  it

consecutive

ll‐controlled 

erties of the 

to a solid sub

e electric  fur

d) shown in F

p for evaluation

gh‐temperat

wn  applicatio

t  other  ap

olar fuels. 

onverting so

e of indirect 

els transform

of the Solar 

r  hydrogen.

didates for th

 bed reactor

een, regardi

re  driven  to

atures  of 

zed in the la

nt reaction co

t  is  of  upmo

e  cycles.  For

conditions. 

relevant ma

bstrate  

rnace  loop  i

Figure 48.  

n of materials fo

ture processe

on  so  far  i

pplications  h

lar energy in

water‐splitt

mation to hyd

Concentratin

  These  activ

hermochemi

rs.  

ng: 

o  search  new

current  ma

boratory (or

onditions.  

ost  importan

r  this  purpo

Several  im

terials can b

s available a

or thermochem

es is anothe

s  bulk  elec

have  also 

nto chemica

ting techniqu

drogen.  

ng Unit to su

vities  includ

ical cycles a

w materials

aterials  use

r commercia

nce  to  asses

ose, materia

portant  phy

be identified 

at CIEMAT’s

 

mical cycles 

r field 

ctricity 

been 

l fuels 

ues, as 

upport 

de  the 

nd (2) 

s,  that 

ed  in 

al) and 

ss  the 

ls  are 

ysical–

when 

 Solar 

58  

The  l

proce

maxim

applic

sieve

For s

of  th

analy

(1600

for cy

of mo

contr

 

 

For  o

facilit

posit

(appr

radia

axis w

rays, 

solar 

devel

react

press

aboratory  is

esses  for  hy

mum  operat

cations; cou

 column and

pecial purpo

ese materia

ysis. This equ

0°C) and wat

ycling candid

olybdenum d

rol, also in th

F

outdoor  test

ties.  This  so

ion  of  the 

rox.15 x 12 c

tion. There 

with the refl

concentrati

disc  (Fig. 

lopment of i

tors present 

sure drops, a

s equipped w

ydrogen  prod

ting  temper

pled with a 

d a TCD detec

oses, some o

als:  A  Therm

uipment has

ter vapour k

dates materi

disilicide pro

he lower tem

Figure 49. Ther

ts  a  researc

olar  concent

focus  allow

cm) in nine c

are two sets

lected rays n

ng them on 

50)  pursuin

innovative so

several adv

and uniform t

with  the  ins

duction.  Hor

rature  of  16

gas chroma

ctor, etc. 

other equipm

mogravimetri

two exchan

kiln up to 12

ials  is availab

viding temp

mperature ran

mogravimetry a

h  bench  has

trating  tech

wing  to  test 

oncentric rin

s of mirrors.

normal to  it,

the focus. T

ng  to  adva

olar reactors

vantages  tha

temperature

strumentatio

rizontal  tub

600°C  suitab

atograph  (Va

ment’s are a

c  Equipmen

ngeable furn

200°C. Finally

ble. This fur

eratures of a

nge (Fig. 12)

analyser and an

s  been  desi

nology  calle

a  fluidized

ngs on a circ

. The  first se

, and a seco

Tests are pe

nce  in  nov

s as fluidized

t  include a 

e distribution

on necessary

ular  furnace

ble  for  a  va

arian CP4900

vailable to c

t  STA  449  F

aces: a SiC f

y, a tempera

naces has sp

about 1650 º

.„  

 

n a 1650 º C ele

gned  and  a

ed  “Double 

  bed.The  o

ular (Ø = 3.5

et  is  fixed at

nd set of pa

rformed at t

vel  solar  rea

d bed reacto

high  rate of

n.  

y  for evaluat

e:  high‐temp

riety  of  labo

0) equipped 

complete the

F1  for  simult

for high tem

ature furnac

pecial heatin

ºC with a pre

ectric furnace 

ssembled  ou

Reflection  d

ptics  consis

5 m) plane no

 a 45º angle

arabolic mirr

the focus of 

actor  conce

rs. Fluidized

f heat and m

tion of  inno

perature  kiln

oratory  and

with a mole

e characteriz

taneous  TGA

mperature rea

ce perfectly s

ng elements 

ecise temper

utside  the  i

disc”  has  a 

st  of  864  m

ormal to the

e  from the o

rors reflects 

f this small 2

epts  through

 beds as che

mass  transfe

vative 

n with 

d  pilot 

ecular 

zation 

A‐DSC 

action 

suited 

made 

rature 

ndoor 

fixed 

mirrors 

e solar 

optical 

these 

200 W 

h  the 

emical 

r,  low 

 

59  

The 

hydro

on th

fluidi

 

This f

fluidi

impo

their 

have 

react

This 

auton

princ

react

const

the o

 

general  go

odynamics b

he minimum 

zation veloc

F

facility is also

zed  beds  of

rtant  intere

relatively hi

been  cond

tor condition

concept  is  b

nomous pilo

ipal goal of 

tor for the ex

tituent of lun

obtained wat

Figure 

al  for  thes

by completin

fluidization 

ity.etc. 

Figure 50. Outdo

o applied to 

f  CaO/Ca(OH

st because o

gh temperat

ucted  in  thi

ns.  

being  applie

ot plant  calle

this  study  is

xtraction of 

nar soil, ilme

ter (Fig. 51). 

51. Testing of a

se  tests  is 

ng  the  follow

velocity, com

oor Solar Doubl

study novel 

H)2 for  hydra

of  the  inhere

ture operatio

is  new  pilot

ed  for  some 

ed  “Oresol” 

s  the develo

oxygen from

enite (FeTiO3

a ORESOL plant

to  improv

wing objectiv

mpare the ef

 

le Reflection dis

 

 thermochem

ation/dehyd

ent advanta

on windows 

t  plant  desig

other  chem

that  can be

opment and 

m  lunar rego

3), with hyd

t in a solar furn

e  the  unde

ves:   Determ

ffects of mat

sc and a fluidise

mical energy

ration  react

ges of  the  l

(450 °C–550

gned  to  test

mical  reactio

 operated  in

testing of a

olith. This  is 

rogen, and t

ace to produce

erstanding 

mine  the effe

terial density

ed bed reactor 

y storage sys

ions.  These 

ow cost of  t

0 °C). Some p

t  the  conce

ons  by  the  c

n a  solar  fur

a  solar powe

done by the

the subseque

e oxygen form r

of  fluidized

ects of bed h

y on the min

on the focus  

stems that em

systems  ha

the material

preliminary 

pt  under  re

construction

rnace at PSA

ered  fluidize

e reduction o

ent electroly

regolite.  

 

d  bed 

height 

imum 

 

mploy 

ve  an 

ls and 

works 

ealistic 

,  of  a 

A. The 

d bed 

of one 

ysis of 

60  

2.2.6 RADIOMETRY 

The activity line devoted to Radiometry came up of the need to verify measurement of highly 

important radiometric magnitudes associated with solar concentration. These magnitudes are 

solar  irradiance  (“flux”  in  the  jargon  of  solar  concentration)  and  surface  temperature  of 

materials  (detection  by  IR).  At  the  PSA  different  systems  are  used  to measure  high  solar 

irradiances on  large  surfaces. The basic element  in  these  systems  is  the  radiometer, whose 

measurement of the power of solar radiation incident on the solar receiver aperture depends 

on  its proper use.  The measurement of  this magnitude  is  fundamental  for determining  the 

efficiency of  receiver prototypes evaluated at  the PSA and  for defining  the design of  future 

central  receiver  solar  power  plants.  Calibration  of  radiometers  is  performed  in  a  specific 

furnace  for  this  purpose.  The  calibration  of  the  reference  radiometer  is  radiant  calibration 

referenced  to  blackbody  simulators  as  source  standards.  The  calibration  of  the  reference 

radiometer  is  transferred  to  the  commercial  sensors by  comparison  in a  calibration  furnace 

that uses a graphite plate  that  radiates homogenously and  symmetrically when an electrical 

current  passes  through  it.  The  calibration  constant  obtained  with  this  method  translates 

voltage to  irradiance on the front face of the sensor. The accuracy of gages calibrated  in this 

way is within ±3% with repeatability of ±1%. A black body can be used as a source of thermal 

radiation  for  reference and calibration of  IR devices  (infrared cameras and pyrometers)  that 

use thermal radiation as the means of determining the temperature of a certain surface. 

The equipment associated to this activity also  includes three black bodies used as references 

for calibrating  IR sensors devoted to temperature measurement with guaranteed traceability 

between 0 and 1700°C: 

‐ The MIKRON 330 black body is a cylindrical cavity which can provide any temperature from 

300 to 1700°C accurate to ±0.25% and a resolution of 1°C. Its emissivity is 0.99 in a 25‐mm‐

diameter aperture.  

‐ The MIKRON M305  black  body  is  a  spherical  cavity  that  can  supply  any  temperature 

between 100 and 1000ºC accurate to ±0.25% and with a resolution of 1ºC. Its emissivity is 

0.995 in a 25‐mm‐dia. aperture.  

‐ The MIKRON M340 black body is a flat cavity and can provide any temperature from 0 to 

150ºC  accurate  to  ±0.2°C  and  a  resolution  of  0.1°C.  Its  emissivity  is  0.99  in  a  51‐mm‐

aperture.  

 

These black bodies have a built‐in PID  control  system and  the  temperature  is  checked by a 

high‐precision platinum thermocouple: 

 

61  

 

 

 

2

Molte

fluid 

durab

circui

Conc

instal

espec

molte

with 

.2.7 MATERI

en salts are 

for  central 

bility  of  com

its.  Keeping 

entrating So

lled  indoor a

cially design

en salts com

a nominal di

Fig

ALS AND CO

becoming n

receiver  sola

mponents  an

this  in min

olar System U

at PSA and 

ed and man

mponents und

iameter from

Figure 5

ure 52. View of

OMPONENTS 

not only a st

ar plants. Ho

nd  materials

d,  a  specific

Unit for this 

it  is  compos

nufactured  fo

der real wor

m 2” up to 6”

53. IR sensor ca

f the PSA Radio

 FOR MOLTE

tandard  ther

owever,  the

s  currently 

c  activity  lin

purpose. Th

sed of  two  t

or  testing of

rking conditi

” can be eval

alibration using 

ometry equipm

EN SALT CIRC

rmal storage

ere are  still o

available  at

e was  imple

he equipmen

test benches

f valves, pre

ons up to 60

uated in the

a black body.

ent. 

CUITS 

e medium, b

open questio

the  market

emented  in 

nt associated

s, BES‐I and 

essure  transm

00ºC and 40 

ese test benc

but also a wo

ons  regardin

t  for  molte

the  laborato

d to this acti

BES‐II  (Figur

mitters and 

bar. Compo

ches. 

orking 

ng  the 

n  salt 

ory  of 

vity is 

re 54) 

other 

onents 

62  

Figur

 

2.2.8 

The p

differ

check

medi

wher

in ine

 

 

 

 

 

re 54. Test bencsa

MATERIALS 

performance

rential scann

k  their beha

a.  For  this 

re the PCM is

ert atmosphe

Figure

ch BES‐I for evalt components.

FOR THERM

e of phase ch

ning calorime

viour under

purpose,  the

s tested in at

eres. 

e 55. The HDR d

aluation of molt. 

MAL STORAGE

hange mater

etry (DSC) or

  service con

e  Concentra

tmospheric a

device 

 ten 

E 

rials (PCM) fo

r T‐history te

nditions  in o

ating  System

air, and SUB

 

or latent sto

echniques. N

rder  to assu

m  Unit  has  t

MA (see Fig.

Figure 

rage is usua

Nevertheless 

ure  their  fea

hree  set  up

 56), where 

56. The SUBMA

lly evaluated

s it is importa

asibility as  st

ps:  HDR  and

the PCM is t

A device 

d with 

ant to 

torage 

  AgH, 

tested 

63  

The main features of these devices are the following: 

HDR: 

•  Small furnace under ambient air atmosphere 

•  Accurate control of heating/cooling rates 

•  Sample temperature monitoring 

•  Allows melting/freezing cycles up to 500ºC 

•  Subsequent cycles or cycles with stand‐by periods 

•  Sample size: 2‐5 g 

 

SUBMA: 

•  Small closed device inside a furnace 

•  Allows tests under inert atmosphere (N2, Ar) 

•  Furnace temperature and gas flow control 

•  Sample temperature monitoring 

•  Allows melting/freezing cycles up to 500ºC 

•  Subsequent cycles or cycles with stand‐by periods 

•  Sample size: 30‐40 g 

   

AgH: 

•  Furnace under ambient air atmosphere 

•  Accurate control of heating and cooling 

•  Allows melting/freezing cycles up to 350ºC 

•  Subsequent cycles or cycles with stand‐by periods 

•  Sample size: 10‐20g 

 

 

2.2.9 GEOMETRICAL CHARACTERIZATION OF SOLAR CONCENTRATORS 

 

The  concentrators  used  in  solar  thermal  systems  (heliostats,  parabolic‐trough  collectors, 

parabolic  dishes,  Fresnel  lenses,  etc.)  require  high  precision  concentration  of  the  solar 

radiation  for  it  to  be  suitable  and most  of  it  incident  on  the  receiver  component  (receiver 

tubes  in  parabolic‐trough  collectors,  receivers  in  tower  systems,  parabolic  dishes,  Fresnel 

lenses, etc.). The laboratory of the Concentrating Solar Systems Unit has a specific activity line 

for the geometric characterization of these concentrators. Photogrammetry is used to quantify 

the optical quality of: 

Parabolic‐trough collector facets 

Parabolic‐trough collector modules 

Heliostat facets 

Heliostats 

Fresnel lenses and reflectors 

Parabolic dishes 

Structural frames 

Etc. 

64  

Photo

captu

coord

Photo

parab

The e

Addit

2D an

Figurephoto

 

Amon

ogrammetry

ure  it  from

dinates (x, y,

ogrammetry

bolic‐trough 

equipment a

CANON E

CANON E

Photomo

tionally, a so

nd 3D geome

e  57.  Angular ogrammetry 

ng the param

Deviation

Gravity d

Angular d

normal ve

Deviation

theoretic

Intercept

(Calculati

 

 

 

 

 

 

y consists of t

  different 

, z) can be ca

y modelling  i

collector fac

llocated to t

EOS5D MarkI

EF 20mm f/2

odeler Scann

oftware pack

etries in the 

deviations  (le

meters that c

ns of real fro

eformation 

deviation fro

ector. 

n of  reflecte

cal concentra

t factor. 

ion of other 

three‐dimen

angles.  Bas

alculated for

is precise up

cets and 0.6‐

his activity a

I 22‐Mpixel 

.8 USM and 

er 2012 phot

kage for mod

MatLab envi

eft)  and  interc

can be calcul

m theoretica

between diff

om the norm

d  rays on  th

ator focus. 

relevant par

nsional mode

sed  on  the

r the points 

p  to 1:50000

‐0.7 mm for 

at PSA is com

Camera. 

CANON EF 2

togrammetr

del analysis a

ironment ha

 

cept  factor  (ri

ated from th

al surface on

ferent conce

mal vector to

he  reflective

rameters by 

elling of any 

se  photogra

of interest o

0  (precisions

12‐m‐long p

mposed of: 

24mm f/2.8 U

ry software.

and calculati

s been deve

ght)  of  a  par

he model bu

n coordinates

entrator orie

o the surface

  surface of 

request). 

object from 

aphs,  the  t

on the objec

s on  the ord

arabolic‐trou

USM lenses. 

on of releva

loped in hou

abolic‐trough 

ilt by photog

s x, y, z. 

ntations. 

e compared 

the module 

photograph

three‐dimen

ct being mod

der of 0.1 m

ugh modules

nt paramete

use. 

collector  mod

grammetry a

to the theor

compared  t

hs that 

sional 

delled. 

mm  for 

s). 

ers for 

ule  analysed 

are: 

retical 

to  the 

by 

65  

2.3 EXPERIMENTAL INSTALLATION FOR SOLAR DECONTAMINATION AND DISINFECTION OF WATER 

 

The  Research Unit  of  Solar  Treatment  of Water  has  different  facilities  and  instrumentation 

related  with  the  application  of  technologies  for  water  purification  (decontamination  and 

disinfection). Since 2010, and as one of the activities co‐funded by the Ministry of Science and 

Innovation  under  the  Special  State  Fund  for  Dynamization  of  Economy  and  Employment 

(Fondo  Especial del  Estado para  la Dinamización de  la  Economía  y  el  Empleo  – Plan  E)  and 

FEDER EC funding, the facilities were updated and new scientific instrumentation and facilities 

were acquired for Solar Treatment of Water activities (SolarNova Project). 

 

2.3.1. SOLAR TREATMENT OF WATER UNIT FACILITIES 

 

The main facilities related with solar water purification are listed and described below: 

Solar CPC (compound parabolic collector) pilot plants.   

Solar simulators 

Pilot plants for biological treatment.  

Ozonation pilot plant. 

Nanofiltration pilot plant.  

UVC‐pilot plant.  

Test facility for photocatalytic production of hydrogen based on solar energy.  

Wet Air oxidation pilot plant. 

Experimental culture camera.   

 

Solar CPC pilot plants 

Since 1994 several CPC pilot plants have been  installed at PSA facilities (Figure 58). Basically, 

the  solar  pilot  plants  are  built  by modules which  can  be  connected  in  series.  Each module 

consists of a number of photo‐reactors placed on the focus of an anodized aluminum mirror 

with Compound Parabollic Collector  (CPC)  shape  to optimize  solar photons  collection  in  the 

photo‐reactor tube. The modules are place on a platform titled at 37º from the horizontal to 

maximize the global solar collection of photons through the year. In addition, the pilot plants 

may  be  equipped  with  added  systems  for  different  purposes,  for  example:  sedimentation 

tanks (for catalyst recovery), heating and cooling systems for temperature control during the 

experiments, coupling with other treatment technologies like bio‐treatment, ozonation, etc. A 

summarize of the already installed solar CPC reactors is shown in Table 1. 

 

 

 

 

 

 

 

66  

 

Table 1. Summarize of CPC pilot plants at PSA facilities. 

Year   CPC   (m

2) Total/illumi

nated volume (L) 

Flow or static 

Tube diameter (mm) 

Added systems/Characteristics 

1994  3x3  250/108  Flow  50   2002  15  300  Flow  32   2004 

(CADOX) 4  75/40  Flow  50  ‐50L ozonation system 

‐Biological water treatment system ‐Monitoring (pH, T, ORP, O2, flow rate, H2O2, O3), control (pH, T, flow rate) 

2007 (SOLEX) 

3.08(x2)  40/22  Flow  32  ‐Twin prototypes ‐ Plexiglass screen ‐ Monitoring dissolved O2 and temperature ‐Specially developed for photo‐Fenton applications 

2008 (FIT) 

4.5  60/45  Flow  50  ‐Monitoring (pH, T, O2, flow rate) and control (T (20‐55ºC), flow rate). ‐100 L sedimentation tank for catalyst separation 

2010 (FIT‐2) 

4.5  60/45  Flow  50  ‐Monitoring (pH, T, O2, flow rate) and control (T (20‐55ºC), O2, flow rate) ‐Sedimentation tank 

2011 (HIDRO‐CPC) 

2.1  25/14.24  Flow  32  ‐Coupled with H2 generation pilot plant 

2011 (CPC25) 

1  25/11.25  Flow  50   

2013 (ELECTROX) 

2  40/25  Flow  50  ‐Coupled with electro‐photo‐Fenton plant 

2013 (NOVO75) 

2  74/68.2  Flow  75  ‐Monitoring (pH, T, O2, flow rate) and control (T, O2, flow rate) 

2013 (CPC25) 

1  25/11.25  Flow or static 

50  ‐Variable volume, versatile for different volume of water  

2013 (SODIS‐CPC) 

0.58(x2)  25/25  static  200  ‐Low cost, no recirculation system 

2016 (NOVO 75 V1.0) 

2.03 (x2) 

34 or 53  Flow or static 

75  ‐Two module of collectors: CPC versus U‐mirror type alternatively used ‐ Tubes installed in vertical position ‐ Air injection in tubes ‐ Monitoring (pH, T, O2, flow rate) and control (T, O2, flow rate) ‐ Automatic control system for filling the system accordingly to incident energy ‐ Solar panel for water heating  

 

 

67  

a) 

b) 

Figure

 

As m

an oz

H2O2,

react

tank 

170 

Pall®R

from 

 A 2m

25  L 

resea

 58. View of sev

entioned in 

zone product

, O3) and con

tor, there is a

for wastewa

L  flat‐bottom

Ring polypro

a MWWTP. 

m2 CPC collec

and  a  total 

arch on elect

veral CPC photo

table 1, CAD

tion of up to

ntrolled (pH,

a biological w

ater conditio

m  fixed‐bed 

opylene supp

 

tor with 10 

volume of 

tro‐photo‐Fe

Figure 59. Elec

o‐reactors for p

DOX photore

o 15 g O3/h. 

, T, flow rate

water treatm

oning before

aerobic  bio

ports that  ta

borosilicate 

40  L  (Fig. 59

enton proces

ctro‐Fenton pilo

purification of w

eactor was h

It is comple

e) by comput

ment system

e  treatment,

ological  reac

ake up 90‐95

glass tubes 

9)  is  connec

sses for deco

ot plant coupled

water. a) CPC fa

ooked up to

tely monitor

ter. Besides, 

m consisting o

, a 100 L co

ctor.  The  fix

5 L and can 

(50 mm diam

cted  to  four 

ntamination

d with a 2 m2 C

acilities I, b) CPC

o a 50L‐ozona

red (pH, T, O

and connec

of three tank

nical  recircu

xed‐bed  reac

be colonized

meter), illum

electrocells 

n and disinfec

  PC (ELECTROX)

C facilities II. 

ation system

ORP, O2, flow

cted to this p

ks: a 165 L c

ulation  tank 

ctor  is  filled

d by active s

minated volu

for experim

ction of wate

). 

 

m with 

w rate, 

photo‐

onical 

and a 

d  with 

sludge 

me of 

mental 

er.  

68  

In 20

(CPC 

polyp

gravit

with 

autom

solar 

disch

 

 

Solar

Along

lamp

the  r

conta

radia

syste

 

016, a new p

and  U mirr

propylene  ta

ty  to  the CP

a  recomme

matically con

water  heat

arge it in the

r simulators 

g with  these

s  for  small‐s

radiation  int

ains a UV  fil

tion.  Tempe

m (SUNCOO

pilot plant w

ror  type)  ha

ank of 192 L 

PC and U  typ

ended  opera

ntrolled by a

ting  panel  w

e photoreact

Figure 60. Vie

e  pilot‐plant

scale water 

tensity  can 

ter  (Suprax)

erature  can 

OL) (Fig. 61). 

with  two mo

as  been  inst

of  total vol

pe photoreac

ating  volum

a UVA solar s

which  perm

tors.  

ew of new CPC 

t  facilities,  t

decontamin

be  modified

 with wavel

be  also mo

Figure 61. Sol

odules of 2 m

talled  at  PSA

ume and a 

ctors. The  la

e  of  53  L. 

sensor. In ad

mits  to  incre

and U‐type pho

here  are  tw

ation and d

d  and  moni

ength  limita

odified  and 

lar simulator SU

m2‐collectors

A  (Fig.  60). 

preparation 

ast presents 

The  whole 

ddition, the 

ease  the  tem

otoreactors (NO

wo  solar  sim

isinfection e

itored.  One 

ation  to 290 

controlled  i

UNTEST XLS+. 

s with differ

It  is  compo

tank of 92.5

1.98 m2 of 

pilot  plant 

pilot plant is

mperature  o

OVA 75 V 1.0). 

mulators  prov

experiments.

of  the  sola

nm  simulat

n  both  syste

 

rent mirror 

osed  by  a  fe

5 L, connect

irradiated su

is  equipped

s equipped w

of  water  pr

 

vided with  x

.  In both  sys

ar  simulator

ting external

ems  by  a  co

shape 

eeding 

ted by 

urface 

d  and 

with a 

ior  to 

xenon 

stems, 

r  XLS+ 

l  solar 

ooling 

69  

Ozon

The  o

opera

equip

instru

elimi

62.b)

allow

plant

  

 

FigureDissolv

 

Nano

The  n

syste

surfa

temp

wher

total 

the se

pump

(Fig. 6

and 

temp

empl

 

nation pilot p

ozonation  s

ation volume

pped  with  p

umentation 

nation  in  th

;  (iii)  dissolv

wing  its comb

t.    

a) 

  62.  a)  Equipmved ozone sens

ofiltration pi

nanofiltratio

m consisted

ce area of 5

perature of 4

reas operatio

surface area

eparation of

p is also inclu

63.a). In 201

automatic  a

perature,  etc

oyed, Fig. 63

plant 

ystem  has  a

e of 8L), rea

pH  and  red

has  been  a

he  ozone  ga

ved  ozone  s

bination with

 

ment  for  humidsor. 

ilot plant 

on  (NF)  syste

d of  two FILM

5.2 m2. These

45ºC, a maxi

on pH range 

a was  increa

f different co

uded for stu

16 the nanof

acquisition  o

c.) with  the 

3.b) the gene

a  contact  co

gents dosing

dox  sensors,

dded  to  the

s  outlet  (Fig

sensor  (Fig. 

h other tech

 

dity  elimination

em  has  two 

MTEC NF90‐

e polyamide 

imum pressu

is 2‐11. A th

ased to 7.8 m

ompounds in

dying the ef

filtration syst

of  the  signa

final  aim  o

eration of pe

olumn  react

g system and

,  inserted  i

e  ozonation

g.  62.a);  (ii)

62.c).  This 

hnologies suc

b) 

n  in  ozone  gas

working mo

2540 memb

thin‐film co

ure of 41 ba

hird membra

m2. pH cont

n the membr

ffect of bioci

tem has bee

als  from  the

of  controlling

ermeate and 

tor  with  tot

d pH autom

n  the  recir

  pilot  plant

Thermo‐cat

ozonation  s

ch as CPC ph

 

s  outlet;  b)  The

odes,  in  ser

branes, conn

mposite me

r and a max

ne was insta

rol permits t

anes depend

de addition.

en automatiz

e  different 

g  by  a  comp

concentrate

tal  volume  o

atic control. 

culation  lin

:  (i)  equipm

talytic  ozone

system  work

hotoreactors

 

ermo‐catalytic 

ies  and  in  p

ected  in par

mbranes wo

ximum  flow 

alled later an

the cleaning

ding on the p

It has a feed

ed by includ

instruments

puter  (softw

e flow rates. 

of  20L  (min

 The pilot p

e.  In  2016,

ment  for  hum

e  destructo

ks  in  batch 

s and the UV

c) 

ozone  destruc

parallel.  The 

rallel, with a

ork at a max

rate of 1.4 m

nd so the filt

gs and to eva

pH value. A d

ding tank of 

ding electro‐v

s  (flow,  pre

ware  Labview

imum 

lant  is 

,  new 

midity 

r  (Fig. 

mode 

V pilot 

 

ctor;  (c) 

basic 

a  total 

ximum 

m3 h‐1, 

ration 

aluate 

dosing 

400 L 

valves 

ssure, 

w was 

70  

Figurepilot p

 

 

UVC‐

Ultra

and c

rate 

flexib

conti

the w

and h

volum

senso

both 

 

 

 

 

 63. a) Nanofiltplant. 

‐H2O2 pilot pl

violet (UV) p

comparison w

25 m3h‐1, 25

ble  configura

nuous flow m

water. Furthe

hydrogen pe

me  of  5.5  L 

ors  in‐line an

parameters 

a) 

tration pilot pla

lant 

pilot plant wa

with the sola

54 nm peak 

ations  for  si

mode. Lamp

ermore, the 

roxide). The 

per  lamp m

nd  connecte

(Fig. 64) 

Fig

ant photo; b) N

as designed t

ar technolog

wavelength,

ingle  lamp, 

ps power and

plant  is equ

total volum

module.  The

ed  to a PRO

ure 64. UVC pil

 

New lavbiew in

to treat and 

ies. This plan

, 400 Jm‐2 m

two  or  thre

d flow rate c

uipped with 

e per batch 

e  system  is 

MINENT  con

lot plant installe

terface for con

disinfect wa

nt consists o

max. power) 

ee  lamps  in 

an be regula

a dosage sy

of this plant 

equipped w

ntroller  for a

ed at PSA facilit

b) 

ntrol and autom

ater for purp

f three UV‐C

connected  in

recirculating

ated accordin

ystem of rea

is 200‐250 L

ith  pH  and 

automatic d

 

ties. 

matic operation

oses and res

C lamps (max

n  series, wit

g  batch mo

ng to the nee

actants  (acid,

L, with illumi

dissolved  o

ata acquisit

n of the 

search 

x. flow 

th  the 

ode  or 

eds of 

, base 

nated 

xygen 

ion of 

71  

Biolo

A  bio

Biom

Sequ

recep

equip

batch

MULT

param

 

Figu

 

Photo

This 

conta

consi

outle

N2 ga

with t

 

Wet A

A pilo

of ind

allow

nitrog

syste

consi

break

temp

jacke

syste

reage

ogical pilot p

ological  pilo

ass Reactor 

encing Batch

ption  tank  (2

pment.  In ad

h  operation,

TIMETERS  (M

meters are m

ure 65. a) Biolo

ocatalytic ge

plant  is  con

aminants  co

sts on a stai

et and a sam

as flow into t

this system w

Air Oxidatio

ot plant desi

dustrial efflu

ws different c

gen, oxidant

m, and  the 

sts  of  a  sta

kup  disk,  liq

perature of 3

et  , all made

m of contro

ents dosses a

lant 

t  plant  with

(IBR) system

h Reactor (SB

200L) as wel

ddition,  this 

  two  conica

M44  CRISON

monitored by

a)   

ogical pilot plan

eneration of

nnected  to 

ontained  in 

nless steel ta

pling port. T

the reactor 

was describe

n pilot plant

gned and ins

uents and re

combinations

ts as peroxid

use of diffe

inless  steel 

quid  reagent

300  °C,  ther

e of  stainless

ol and data a

and mixture.

h  a  double 

m with a tota

BR) system: t

l as the pH 

plant can b

al  decantatio

N)  is  done 

y a SCADA sy

t installed at PS

f hydrogen p

a  CPC  phot

aqueous  so

ank with a to

Two parallel 

headspace d

ed above in t

t  

stalled in 20

action time 

s of tempera

de and perox

rent metalli

reactor wit

s  injector  p

mo‐probe, p

s  steel. The 

acquisition o

 

depuration 

al volume of

two SBRs 20

and oxygen 

be operated 

on  tanks  (40

by  means 

ystem 

 

SA facilities. b) hydrogen 

pilot plant  

to‐reactor  fo

olutions  and

otal volume o

mass flow c

during the fil

table 1 (Fig. 6

16 as a hars

of a subsequ

ature and pre

xymonosulfa

c  salts as ca

h  a  total  vo

repared  to 

pressure  sen

Wet Air Ox

of diverse pa

system  (Fig

f 60‐L: three

0‐L each one.

dissolved co

in  continuo

0‐L)  are  use

of  program

Solar pilot plan

or  the  simu

d  hydrogen 

of 22 L, fitte

ontrollers ar

lling step. Th

65 b). 

h pre‐treatm

uent solar A

essure, vario

ate before he

atalyst. The 

olume  of  10

operate  und

nsor  (until 25

idation pilot

arameters su

g.  65(a))  has

 IBRs of 20‐L

. These mod

ontrol system

us or  in bat

ed.  Data  acq

mmable  relay

b) nt for photocata

ltaneous  re

generation.

d with gas an

re used to co

he CPC photo

ment to redu

OP. This pilo

ous proportio

eating and/o

Wet Air Oxi

000 mL,  a m

der  200  bar 

50 bar) and 

t plant  inclu

uch as pressu

s  an  Immob

L each one; 

ules use the

ms and elec

ch mode. Fo

quisition  of 

ys  and  the 

alytic generatio

moval  of  o

.  The  pilot 

nd liquid inle

ontrol the de

o‐reactor co

uce the comp

ot plant ope

ons of oxyge

or pressurize

dation pilot 

magnetic  stir

  and  a max

a cooling‐he

des an auto

ure, temper

bilized 

and a 

 same 

tronic 

or  the 

three 

main 

on of 

rganic 

plant 

et and 

esired 

oupled 

plexity 

ration 

en and 

ed the 

plant 

rrer,  a 

ximum 

eating 

omatic 

ature, 

72  

 

Solar

UV a

pyran

and Z

UVA 

max. 

to m

(AVA

1100 

 

Figu

 

 

 

 

r UVA monito

nd global  so

nometers  (Fi

Zonen CMP‐

radiation in 

value: 100 W

onitor  the  s

NTES)  has  U

nm. 

ure 67. CUV‐5 r

oring equipm

olar  radiatio

ig. 67),  inclu

6 with sensi

the range 30

W m‐2). Besid

solar  spectra

UVA  sensors

adiometer (left

Figure 66. W

ment 

n data mon

ding   global

itivity 5 – 20

00 – 400 nm

des this, a sp

al  irradiance

s  and  filters

t). View of all soSolar Wate

Wet Air Oxidatio

 

itoring and 

 solar radiat

0 V W‐1 m‐2, 

 (Kipp and Z

pectral photo

e  at  the  loc

s  to measur

olar UV radiomer Treatment U

n Pilot plant. 

storage  syst

tion  in the r

max. value:

onen CUV‐5 

ometer with

ation  of  the

e  in  the  wh

eters (inclined Unit (right). 

 

tem  is  comp

ange of 310

 2000 W m‐

with sensitiv

 double cha

e  solar  tests

hole  spectra

and horizontal 

posed by diff

0 – 2800 nm‐2), and  the g

vity 1 mV W

nnel was ins

s.  This  equip

al  range  of 

setup) used in 

ferent 

(Kipp 

global 

W‐1 m‐2, 

stalled 

pment 

200  – 

 

the 

73  

Cultiv

The  c

2014 

ultrav

with 

equip

came

So,  t

autom

Finall

close

contr

temp

and 

comf

 

 

2 Withi

withi

del E

built 

Solar

room

organ

samp

resea

techn

vation cham

culture  crop

(Fig.  68).  T

violet radiat

a roof slope

pped with te

era  is equipp

hrough  this 

matically  fol

ly, the roof 

d  to  favour 

rol.  The  m

perature  con

top  plastic 

fortable tem

Figure

.3.2 PSA WA

in  the scope

n the Specia

stado para  l

in  2009.  Sin

Nova Projec

ms: two room

nized on num

ples  and  sta

archers can a

nical rooms a

General l

Chromato

Microbio

Microsco

mber  

  chamber o

This  controlle

ion supporte

e of 40%. Th

emperature a

ped with a gl

probe  an  o

d and  re‐fol

slope of eac

the airflow 

measured  of

ntrol of each

cover)  is  m

perature for

e 68. Cultivation

ATER TECHNO

e of  the Sola

al State Fund

la Dinamizac

nce  them,  a

ct. The PSA w

ms for chemi

mbered and 

ndards  keep

analyze the 

are also part 

ab 

ography lab 

logy lab 

opy lab 

f 30 m2  is u

ed  chamber 

ed by white 

e camera co

and humidity

lobal solar ra

opaque  plast

ld  to  reduce

ch area acts 

inside each 

f  sensors  (

h  individually

made  using 

crops appro

n chamber for w

OLOGIES LAB

arNova Proje

d for Dynam

ción de  la Ec

acquisitions  o

water techno

cals and oth

labeled stain

ping;  ii)  A  1

data from th

of the labor

used  for  trea

is made  of

rolled steel 

onsists of 4 

y sensors, an

adiometer fo

tic  cover  loc

e  the  inciden

as windows

area and en

(temperature

y  area  (by  t

the  Ambitr

oximately to 

wastewater cro

BORATORY 

ect  funded b

ization of Ec

conomía y e

of  new  inst

ologies labor

her consuma

nless steel sh

17‐m2  office

he experime

ratory and ar

ated wastew

f polycarbon

(Sendzimir).

individual ar

nd a cooling 

or measurin

cated  on  th

nce of  irradi

s which can 

nhance  the e

e,  humidity

he  cooling  a

rol®  softwar

25ºC during

ops irrigation re

by  the Minist

conomy and 

el Empleo – 

rumentation

ratory consis

bles storage

helving with

e  with  three

ents carried 

re listed and 

water  re‐use 

ate  of  10 m

 The should

reas of 3x2.5

and heating

g the  inciden

e  top  of  th

ance  inside 

be automat

efficiency of

y  and  solar

and heating 

re  which  pe

the differen

euse at PSA faci

try of Scienc

Employmen

Plan E) a ne

n  have  been

sts of 200 m2

e. It is a 30‐m

refrigerator

e  workstatio

out at the P

described b

  experience 

mm  thick  to 

er height is 

5 m2. Each a

g system. The

nt solar radi

e  camera  c

the  crop  ca

ically opene

f  the  temper

r  radiation)

system, win

ermits  to  ke

nt seasons.  

 

ilities. 

ce and  Innov

nt (Fondo Es

ew  laborator

n  done withi2 distributed

m2 storeroom

rs and freeze

ns  where  v

PSA.  In addit

elow: 

since 

avoid 

2.5 m 

area  is 

e crop 

iation. 

an  be 

mera. 

d and 

rature 

)  and 

ndows 

eep  a 

vation 

pecial 

ry was 

in  the 

 in six 

m. It is 

ers for 

isiting 

tion, 4 

74  

Gene

The m

extra

spect

cond

syste

etc.).

toxici

suspe

analy

treat

 

 

Chrom

This l

array

an Au

pollu

amin

and  c

(Met

comb

addit

unkn

the w

(Atm

meta

ident

eral lab 

main  laborat

ction  hood

trometers,  a

uctivity‐met

m, UPS, thre

 The  laborat

ity  measure

ended  activa

ysis of BOD a

ment.  

matography

ab (Fig. 70(a

y detector (H

utomatic Sol

tants    and  t

es and catio

carboxylic  ac

hrom 850 Pr

bustion at 67

tion, an AB S

own contam

water treatm

ospheric  P

bolomics sta

tified possibl

tory  is 94 m

s,  a  heater

a  vacuum 

er, and prec

ee‐pin plugs 

tory  is also 

ement  devic

ated  sludge 

and COD. Jar

Figure 69.

y lab 

a)) is equippe

HPLC‐DAD an

id Phase Ext

two  ion  chro

ns (Metrohm

cids  (Metroh

rofessional IC

70º C and to

SCIEX TripleT

minants prese

ments: Triple 

ressure  Ch

atistical pack

e chemical a

2  (Fig. 69).  I

r,  a  kiln,  u

distillation 

cision‐scale t

connection 

equipped w

ces,  biodegr

and  for  im

‐Test system

 General view o

ed with three

d two UPLC‐

traction (ASP

omatographs

m 850 Profes

hm  872  Exte

C detector). 

otal nitrogen

TOF 5600+ w

ent in waste

TOF by a D

hemical  Ion

kage to anal

and biologica

t  is equippe

ultrasonic  b

system,  ult

table.  In add

and safety s

with Vibrio  fi

radability  m

mmobilized  a

m for the opt

of the new PSA

e high perfo

‐DAD) with q

PEC) which p

s  (Fig. 70(b)

ssional IC), a

ension Mod

Two total o

 (TN) analyz

was acquire

ewater or ge

uoSpray Sou

nization)  m

lyze multiple

al markers (F

ed with  four 

bath,  three 

trapure  wat

dition,  it has 

systems (ext

ischeri and a

measurement

activated  slu

imization of 

A Water Techno

rmance liqui

quaternary p

permits work

): one  config

nd another f

ule  1  and  2

rganic carbo

zer with auto

d  to detect 

nerated (tra

urce combin

modes.  Besi

e samples fro

Fig. 70(c)). 

large work 

centrifuges,

ter  system,

a centralize

tinguishers, s

activated  slu

t  by  two  r

dge,  and  eq

separation o

logies Lab

id chromatog

pump and au

king with low

gured  for  iso

for gradient 

) with  cond

on (TOC) ana

osampler are

and  identify

nsformation

ing Turbo  Io

des,  the 

om multiple

benches,  tw

,  two  UV/v

,  pH  gauge

ed gas distrib

shower, eye

udge  respiro

respirometer

quipment  fo

of solids for 

 

graphs with 

utomatic inje

w concentrat

ocratic  analy

analysis of a

uctivity  dete

alyzers by cat

e also  includ

y non‐target

n products) d

on Spray and

system  inc

e experiment

wo gas 

visible 

e  and 

bution 

ewash, 

metry 

rs  for 

or  the 

water 

diode 

ection; 

tion of 

ysis of 

anions 

ectors 

talytic 

ed. In 

ted or 

during 

d APCI 

cludes 

ts and 

75  

 

cFigure

 

Micro

A  47

micro

fluore

attac

with 

quan

spect

was  a

need

Come

way w

 

c) e 70. a) Genera

A

obiology lab

7‐m2  microb

obiological 

escence  an

hment. Besi

three  posi

titative  PC

trophotomet

also  acquire

ed  for  furt

ecta equipm

without any 

a) 

 b) 

al view of the chAgilent Ultra‐fa

b  

iology  labor

laminar  flo

d  phase  co

ides, automa

tions  are  a

CR  (Polyme

ter NanoDro

ed,  it  is  a  hi

ther  analyse

ent was acq

risk of cross 

 

hromatographyst UPLC‐DAD an

ratory  with 

ow  (class‐II)

ontrast  com

atic grow m

available.  Th

rase  Chain

op  for  genet

gh‐speed  be

es  of  genet

uired to blen

contaminati

   d) y lab at PSA facnalyzer. c) SCIE

biosafety  l

)  cabinets, 

mbination  o

edia prepare

his  lab  is  a

  Reaction) 

tic  quantifica

enchtop  hom

tic  material 

nd food sam

ion between

ilities. b) MetroEX TripleTOF 56

evel  2  (Fig.

two  autoc

optical  micro

er and plaqu

also  equipp

equipmen

ation  of mic

mogenizer  fo

samples.  H

ples, stirring

n samples.  

   

 

ohm Ion chroma00+ equipment

.  71)  is  equ

claves,  thre

oscope  with

ue  filler and

ed  with  ult

nt,  fluorosp

cro‐volumes.

or  lysis  of  b

Homogenizer

g and storage

atograph Systet  

uipped  with

ee  incubato

h  digital  ca

d a  filtration 

tra‐fast  rea

pectrometer 

. A  ‘Fast  Pre

iological  sam

r  stomache

e is a reprod

   m. C) 

h  four 

ors,  a 

amera 

ramp 

l‐time 

and 

ep  24’ 

mples, 

r  400 

ucible 

76  

 

Micro

The m

in thi

SEM, 

locate

micro

(Fluo

probe

popu

docu

prote

and p

 

 

 

 

 

 

 

 

oscopy lab  

microscopy la

s room. For 

 the system 

ed  two  opti

oscope  and 

rescent  in  s

es  in  live  c

lation  (Fig. 

mentation, 

eins. It also  i

proteins. 

Figure 72

Figure 71.

ab is 11 m2 r

the preparat

is completed

ical microsco

ii)  FISH mic

itu hybridat

cells  used  fo

72(b)).  In  ad

consisted  in

ncludes a do

2. a) SEM (Scan

 General view o

room (Fig. 72

tion of micro

d with a met

opes:  i)  A  fl

croscope  (Le

ion)  techniq

or  monitorin

ddition,  the

n  UV‐trans‐i

ocumentatio

ning Electron M

of the microbio

2(a)). A Scan

obiological sa

tal coater an

luorescence 

eyca) with  fl

que  for visua

ng  of  key  m

system  is  c

illuminator 

on station w

a) 

Microscope). b)

ology lab at PSA

ning Electro

amples and c

d critical poi

and  phase 

uorescence 

alization of D

microorganis

completed  b

to  detect  a

ith a camera

) Optical micros

 

A facilities. 

n Microscop

catalysts to b

nt dryer. In t

contrast  com

module  to 

DNA hibryda

sms  within 

by  a  station 

and  visualize

a to take  ima

 

scope for FISH t

pe (SEM) is lo

be analyzed 

this room it 

mbination  o

develop  the

ation with  sp

a  heteroge

for  photogr

e  DNA,  RNA

ages of DNA

b) 

technique 

ocated 

in the 

is also 

optical 

e  FISH 

pecific 

neous 

raphic 

A  and 

A, RNA 

77  

2.4 EX

 The B

Solar 

CIEM

integ

reduc

on:  1

Build

They 

1

Figur

2

XPERIMENTA

Building Com

  de  Almería

MAT  Energy 

ral energy a

ce the heatin

1.‐  Energy  A

ings and Bu

integrate se

1) Test  cells

insulation

exchange

any conv

re 73. (a) CIEMA

PA

2) PASLINK 

Shell  (PA

means of

surface  in

avoid  th

compone

different 

AL INSTALLA

mponent Ene

a”  (PSA),  is  p

Department

analysis of b

ng and coolin

Analysis  in 

ilding Comp

everal device

s:  The  LECE 

n test room 

ed  for a new

entional or n

(a)

(c)

AT’s PASLINK te

AS system, (c) D

Test  cell:  Th

AS) Concept. 

f a thermopi

n  the  test  ro

hermal  bridg

ents  to  be  t

orientations

TIONS FOR T

rgy Test Lab

part  of  the 

t’s  Renewab

uildings,  inte

ng demand. 

Urban  Envir

ponents. The

s with differ

has  five  te

and an auxil

w wall  to be 

new building

est cell carrying

Detail of the rot

he  Spanish 

This  system

ile system an

oom  consist

ging.  It  also

tested.  The 

s. 

THE ENERGY

oratory (LEC

Energy  Effic

ble  Energies

egrating pas

This unit is o

ronments,  a

e  test  facilitie

rent capabilit

est  cells,  eac

liary room. T

tested. This

g envelope po

g out a thermal 

tating device, (d

PASLINK  tes

m detects he

nd compens

ts of  an  alum

o  has  a  re

cell  is  insta

ORIGINAL

1cm

40c

EX

TE

RIO

R

ORIGINAL

1cm

40c

EX

TE

RIO

R

EFFICIENCY 

CE), one of th

ciency  in  Bu

s  Division.  T

ssive and act

organised in 

and  2.‐  Expe

es described

ties as summ

ch  of  them 

The test room

s makes exp

ossible. 

test of a PV mo

d) Exterior of th

st  cell  incorp

at  flux  throu

sates  it by a 

minium  shee

emovable  ro

alled  on  a  r

L ENVELOPE

m plywood

cm PS30

L ENVELOPE

m plywood

cm PS30

IN BUILDING

he facilities a

ilding  R�D U

The  UiE3  ca

tive  solar  th

two lines of 

erimental  En

d are under 

marised below

made  up  o

m’s original 

perimental ch

(b)

(d)

odule, (b) Schem

he CETeB Test c

porates  the 

ugh  the  test

heating foil 

et which ma

oof  that  en

rotating  dev

2mm alu

Heating foil

1cm PS30

10cm PS

PAS SYSTE

2mm alu

Heating foil

1cm PS30

10cm PS

PAS SYSTE

GS R&D AT P

at the “Plataf

Unit  (UiE3)  i

arries  out  R

hermal  syste

research foc

nergy  Analy

the  last of  t

w: 

of  a  high‐the

south wall c

haracterisat

matic drawing o

cell 

Pseudo‐Adi

t cell envelo

device. The

akes  it unifo

nables  horiz

vice  for  test

uminium

1.2cm plywood

S30

EM

INT

ER

IOR

uminium

1.2cm plywood

S30

EM

INT

ER

IOR

PSA 

forma 

in  the 

�D  in 

ms  to 

cusing 

ysis  of 

these. 

ermal‐

can be 

ion of 

of the 

abatic 

ope by 

inner 

rm  to 

zontal 

ing  in 

INT

ER

IOR

INT

ER

IOR

78  

3

4

5

6

3) CETeB Te

practical 

An under

4) Solar  Ch

validating

thick, wit

the chimn

plywood 

laminated

5) Monozon

built in an

for  a  twi

exhaustiv

analysis f

experime

(a)

Figure 74.

6) The PSE A

Building P

system. 

Investiga

under  th

1000 m2 

represent

consump

levels. Th

and  cons

demand 

low  dem

resources

These  p

monitorin

evaluatio

est cell: This 

aspects rela

rground test 

himney:  This

g theoretical

th a 0.3‐m‐de

ney air outle

box to avoid

d array so th

ne building: T

n area free o

in  building  l

ve monitorin

for in‐depth 

ental building

 (a) Solar Chim

ARFRISOL C‐

Prototypes w

The  CIEMA

ción,  C‐DdIs

e ARFRISOL 

built area. O

tative  of  Sp

ption  by  hea

hey therefor

struction  des

(already  low

mand  that  ca

s, such as bio

rototypes  w

ng  to  supp

on and both a

is a new test

ted to roof t

room allowi

s  was  cons

l models.  Its

eep air chan

et protects it 

d high turbu

hat the speed

This is a sma

of other build

ocated  2 m 

ng and settin

developmen

gs. 

(b)

ney, (b) Refere

DdIs are full

which are in 

AT  owns  3 

s”  (Research

Project.  Ea

One of them 

panish  climat

ating  and  a

e  include pa

sign,  have  a

w), and  final

annot  be  su

omass insofa

were  built 

port  researc

active and pa

t cell for roo

testing, such

ing easy acce

structed  for

s absorber w

nel and 0.00

 from roden

lences from 

d componen

all 31.83 m2 

dings or obst

from  its  ea

ng specific ai

nt and impro

)

nce monozone

y instrumen

use and mo

of  5  of  th

h  Energy  De

ch  of  them 

is also at the

tes.  These  C

ir‐conditioni

assive energy

active  solar 

ly,  conventio

upplied  with

ar as possible

for  high‐q

ch  activities 

assive system

ofs. The desig

h as accessib

ess to the tes

r  empirical 

wall  is 4.5 m 

04‐m‐thick gl

ts and birds.

wind. The in

t is in the x‐d

by 3.65 m hi

tacles aroun

ast wall.  Its 

ir conditioni

oving energy 

 building, (c) AR

ted Energy R

nitored cont

hese  “Conte

emonstrator

is  an  office

e PSA and th

C‐DdIs  are  d

ing,  whilst 

y saving stra

systems  tha

onal auxiliar

h  solar  ener

e. 

quality  mea

on  therma

ms integrate

gn of this tes

ility and stru

st componen

modelling 

high, 1.0 m 

ass cover. A 

 The air inlet

nlet air flow 

direction onl

igh simple m

d it that cou

simplicity  fa

ng sequence

evaluation m

RFRISOL Buildin

Research De

tinuously by 

enedores  De

rs  Building  P

  building wi

e others in d

designed  to 

maintaining 

ategies based

at  supply mo

ry  systems  to

rgy,  using  r

surements 

al  comfort, 

d in the build

st cell solves 

uctural resist

nt is used for

experiments

 wide and 0

 louvered pa

t is protecte

is collimated

ly. 

monozone bu

uld shade it e

acilitates  det

es that simp

methodologi

(c) 

ng Prototype in

monstrator 

a data acqu

emostradore

Prototypes),

ith  approxim

different loc

minimize  e

optimal  co

d on archite

ost  of  the  e

o  supply  the

renewable  e

recorded  d

building  e

dings. 

some 

tance. 

r this. 

s  and 

.15 m 

anel in 

d by a 

d by a 

uilding 

except 

tailed, 

lify  its 

ies for 

 use

Office 

isition 

es  de 

  built 

mately 

ations 

energy 

omfort 

ectural 

energy 

e very 

energy 

during 

energy 

79  

3.SOLARCONCENTRATINGSYSTEMUNITS 

3.1 INTRODUCTION 

Activities performed by the Solar Concentrating Systems Unit (USCS) are aimed at promoting and developing concentrating solar thermal (CST) systems, both for power generation and for industrial processes requiring solar concentration, whether for medium/high temperatures or high photon fluxes. This PSA Unit is composed of four R&D Groups: 

Medium Concentration Group, 

High Concentration Group, 

Solar Fuels / Solarization of Industrial Processes Group, and 

Thermal Storage Group  

We have been working  in many projects  in 2017: STAGE‐STE, SFERA‐II, CAPTURE, DETECSOL, ALCCONES,  NEXTOWER,  PRESOL,  SITEF,  SIMON,  REELCOOP,  DNICast,  WASCOP,  RAISELIFE, REPASCE  and HYDROSOL‐4.  These  R+D  activities  devoted  to  national  and  international  R+D projects  have  been  complemented  with  services  rendered  to  clients  requesting  our technical&scientific support, for characterization of mainly new components. If the size of the staff of this PSA Unit (32 people) and the number of projects mentioned above are considered, it becomes evident the significant work load met in 2017.   A great effort has been devoted also to dissemination activities, and we have thus participated in many national and  international conferences, workshops, seminars and Master courses  to explain  the  benefits  and  applications  of  concentrating  solar  thermal  systems.  The  effort devoted  to  standardization  activities  in  former  years has  also  continued  in  2017 within  the framework of the committees AEN/CTN206 and IEC/TC117.  Despite  the  rigid  and  very  often  senseless  administrative  rules  imposed  by  the  Spanish Administration to PSA since 2016, the USCS Unit has been at the forefront of the R+D sector devoted to CST technologies also  in 2017. However, the continuous obstacles raised by these administrative rules and their incompatibility with the type of R+D activity that the USCS Unit must perform,  led  to  a deep  re‐organization of  this  PSA Unit  at  the  end of  2017.  The new organization will be officially implemented in 2018.   Activities and results achieved in 2017 by the four R&D Groups of the PSA USCS Unit are 

summarized in the sections below. 

3.2 PROJECTS 

ESTCI. Concentrating Solar Thermal Energy for Iberoamerica  

Participants:  CIEMAT  (Spain),  CENIDET  (Mexico),  DICTUC  (Chile),  EPM  (Colombia),  Grupo 

Ibereólica  (Spain),  PUCC  (Chile),  SOLINOVA  (Brazil), UAEMex  (Mexico), UFPE  (brazil), UNAM 

(Mexico), UNINORTE (Colombia), UNLP (Argentina)   

Contact: Eduardo Zarza Moya (eduardo.zarza@psa.es), www.redcytedestci.org 

Funding agency: Programa CYTED. Red Temática Ref.714RT0487 

80  

Backg

used 

and 

betw

Objec

gaine

scien

prepa

Resusuppoyear stronresult

‐ Tectru

‐ DthccaU

 

Figure

STAN

COM

Partic

PROT

ENE, 

ground: The

to supply a 

know‐how 

ween Spain an

ctives: The d

ed by PSA ab

tific collabor

aration of fu

lts in 2017: orted  by  theof  this  netw

ng collaboratts in 2017 ar

The design oelectricity (10onvert  therrough collecused to feed 

Disseminatiohe  basic  proncentratingourse and inat the city of Universidad d

e 75. ESTCI Proj

NDARDIZATIO

MITTEES IEC

cipants:  AB

TERMOSOLA

Archimede S

re are many

significant f

about  conc

nd these cou

disseminatio

bout concent

ration betwe

ture joint pr

ESTCI (wwwe  Ibero‐Amework.  The mtion  link amore: 

of  a hybrid  c00 kWe) andmal  energy tors or a bioany industria

n and traininrinciples,  difg  solar  thern one‐day SeLa Plata (Argdel Norte in t

ect partners in 

ON ACTIVITI

C/TC117 AND

BENER,  ABE

R, SAMCA, S

Solar; IEECAS

 Latin Ameri

raction of th

centrating  s

untries would

on  in  Latin A

trating solar

een PSA and

ojects, are in

.redcytedesterican  Programain  result  oongst all the 

cogeneration heat (300 kdelivered  b

omass boiler.al process de

ng activities wfferent  techmal  systemsminar with tgentina), on the city of Ba

the final gener

IES AT BOTH

D AEN/CT20

NGOA,  AEN

Schott Solar,

S, LNEG 

ican Countrie

heir energy n

solar  system

d be very int

American  co

r systems an

d R+D groups

ncluded in th

tci.org) is a tam  CYTED  (of  this  them participatin

n  solar  systeW) has beenby  either  a . The waste hemanding th

were develonologies,  aps.  These  resthe title “SistOctober 3rd

arranquilla (

ral meeting held

  

H SPANISH A

06  

NOR,  AICIA, 

, SENER, TEC

es with good

needs. Since

ms  and  thei

eresting and

untries of  th

d their appli

s from these

he objectives

thematic net(www.cyted.atic  networkng Universitie

em  (solar  thn finished. A solar  field  cheat of the Rhermal energ

oped abroad pplications  aearchers  patemas Solareto 6th, 2017,Colombia) in

d at Ciudad de 

AND  INTERN

CENER,  CI

CNALIA, TEK

d solar resou

 Spain has a

r  applicatio

d of mutual b

he experienc

ications. The

e countries, t

s.  

twork coordiorg).  2017  hk  has  been es and R+D c

ermal + biomsmall Rankincomposed  oRankine cyclegy at this tem

by PSA reseand  commerticipated  ines Térmicos d and one dayn September 

La Plata (Argen

NATIONAL  L

EMAT,  Iber

NIKER; DLR, 

rces that cou

a great exper

ons,  collabo

benefit.  

ce and know

e strengthen

together wit

inated by PShas  been  ththe  creationcentres. The

mass)  to prone cycle is usof  small  pare at 100ºC mmperature lev

archers to ercial  potentn  a  2‐day  trde Concentray workshop r 22nd 2017. 

 ntina) in Octobe

LEVEL. TECH

rdrola  Ingen

 Fraunhofer

uld be 

rience 

ration 

w‐how 

ing of 

th the 

A and he  last n  of  a e main 

oduce sed to abolic 

may be vel; 

xplain tial  of aining ación” at the 

er 2017 

NICAL 

niería, 

, CEA, 

81  

Contact: Eduardo Zarza Moya (eduardo.zarza@psa.es) 

Funding  agency:  CIEMAT  (80%)  and  European  Commission  via  FP7  ENERGY‐2013‐IRP Grant 

Agreement 609.837 (20%) 

Background:  Since  Concentrating  Solar  Thermal  (CST)  systems  are  a  relatively  young 

technology, the CST sector  is still experiencing a  lack of standards. This  lack of standards  is a 

barrier  for  the  development  of  the  technology  and  the  evaluation  and  qualification  of 

components. 

Objectives:  The  scope  of  the  international  committee  IEC/TC‐117  implemented within  the 

umbrella of  the  International Electrotechnical Commission and  the  committee AEN/CTN‐206 

within  the  Spanish  AENOR  is  the  development  of  standards  for  the  STE  sector  by  putting 

together  the  experience  of  R+D  centres,  Industries,  Engineering  companies,  components 

manufacturers and promoters.  

Results  in  2017:  PSA  has  participated  in  all  the  working  groups  of  the  international  and national  standardization  committees  IEC/TC‐117  and  AEN/CTN206/SC117.  PSA  has  also coordinated the working Groups WG1 and WG3 of AEN/CTN206, which have  issued two new standards  in 2017  (UNE206012 “Caracterización general de  los sistemas the almacenamiento térmico  para  centrales  termosolares  con  captadores  cilindroparabólicos”  and  UNE206014 “Ensayos para la determinación del rendimiento del campo solar de las centrales termosolares con tecnología de captadores cilindroparabólicos”. 

PSA has also contributed in the WG2 of AEN/CTN‐206 to the development of several standards 

related to qualification of components for CST systems. Especially important has been the PSA 

contribution  to  the  standard  UNE206016  “Paneles  reflectantes  para  tecnologías  de 

concentración  solar”,  which  has  been  finished  in  2017  and  it  will  be  issued  in  2018.  This 

standard  includes  the  testing  protocol  established  to  characterize  this  component,  both 

optically and geometrically, as well as the testing procedures to prove its durability. 

In  IEC/TC‐117,  PSA  has  coordinated  the  team  developing  the  IEC‐62862‐1‐1  standard  on 

“Terminology” for concentrating solar thermal systems, which was finished in 2017 and it will 

be issued in 2018. PSA has also participated in the following IEC/TC117 standardization groups:  

‐ Project Team 62862‐2‐1: Thermal energy storage systems ‐ General characterization  ‐ Project  Team  62862‐3‐2:  General  requirements  and  test methods  for  parabolic‐trough 

collectors  ‐ Project Team 62862‐3‐3: General requirements and test methods for solar receivers  ‐ Project Team 62862‐3‐1: “Guidelines for design of parabolic trough solar thermal electric 

plants” 

It  is  also  worth  mentioning  here  the  coordination  of  the  sub‐group  of  “Reflectance 

Measurements” of the SolarPACES Task‐III by CIEMAT‐PSA. This sub‐group has been very active 

during 2017 and its main result was the publication of the updated version of the SolarPACES 

Reflectance  Guideline  “Parameters  and  method  to  evaluate  the  reflectance  properties  of 

reflector materials for concentrating solar power tehcnology. V3” 

 

82  

 

DETE

Partic

Conta

Fund

(Jan 2

Backg

grow

was 

optim

instal

Objec

and s

Achie

homo

The  c

mean

mech

In 20

from 

temp

Figure 76. I

ECSOL. Nuevo

cipants: CIEM

acts: Eduard

ing agency: 

2015 – Dec 2

ground: Com

wn significant

354 MWe  in

mization  of 

llation and O

ctives: The p

solutions to i

Study the

Performa

Improve t

New opti

evements  in

ogeneous eq

coefficients 

ns  of  detaile

hanisms. 

17 the therm

500 to 650°

perature (Tas

EC/TC117 Gene

os Desarroll

MAT 

o Zarza (edu

MINECO –R

2018) 

mmercial de

tly. The insta

n  2016, whi

existing  tec

O&M costs. 

project DETE

mprove the 

e use of alter

ance improve

the perform

ons for solar

n  2017:  Wit

quivalent mo

needed  for 

ed  simulatio

mal durabilit

C using a do

sk 1.3).  

eral Assembly m

os para una

uardo.zarza@

etos Investig

ployment of

lled capacity

le  it  is  curre

chnology  an

ECSOL aims 

efficiency of

rnative heat 

ement of sol

ance of sola

r thermal en

th  regards

odel (HEM), a

the  HEM m

ns.  This mo

y of a select

ouble platinu

meeting at Raba

Tecnologia 

@psa.es) 

gación 2014

f  concentrat

y of STE (Sol

ently  of  abo

nd  innovativ

to advance 

f CST techno

transfer fluid

ar receivers 

r reflectors 

ergy storage

to  the  volu

also known a

model were 

odel  allows  a

ive coating s

m layer that

at in October 2

Termosolar

: Proyectos 

ting  solar  th

ar Thermal E

out  5 GWe 

ve  solutions 

in  the deve

ologies, with 

ds (HTFs) in 

 

e systems.

umetric  rece

as porous m

experiment

a  deep  phys

stable in air u

t it is stable a

017, with PSA p

mas Eficient

I+D+i (Ref. E

ermal  (CST) 

Electricity) pl

(2.3 GW  in 

are  neede

lopment of 

the followin

solar receive

eiver  techno

edia approa

tally measur

sical  insight 

up to 700°C 

against therm

 

participation 

te 

ENE2014‐560

technologie

lants in the W

Spain). How

ed  to  reduc

new compo

g objectives

ers 

ology  (Task 

ach, was dev

red  or  obtai

into  the  ab

has been inc

mal diffusion

079‐R) 

es has 

World 

wever, 

e  the 

onents 

: 

1.2)  a 

eloped. 

ined  by 

sorbers 

creased 

n at this 

83  

The 

therm

aroun

been 

incre

temp

Rega

areas

comb

and  c

obtai

glass 

large

gas a

not  c

samp

powe

Comm

3.1). 

embe

Durin

Mate

mate

entha

Finall

powe

fluid 

receiv

stora

of pe

 

Figu

 

application 

mochemical 

nd 5ppt  (Tas

  investigated

ases  and  th

perature is in

rdong  durab

s  (Task  2.2),

bined a numb

controlled  c

ning signific

reflectors m

r than 700 μ

and  the meta

corrode  in  t

ples were  als

er‐plant envi

mercial valve

A  procedur

eding the pa

ng  2017  sev

erials  (PCMs

erials  degrad

alpy imply pr

ly, a compar

er  plants,  on

and  the  se

ver  tubes  an

ge system u

rformance a

 

ure 77. Compari

of  antirefle

reactors  ha

sk 1.4). The 

d, concludin

at  the  coati

ncreased (see

bility  analysi

,  three  refle

ber of enviro

oncentration

cant results. 

mainly  consi

μm. EDS mic

allic parts of

he  presence

so exposed 

ronments. 

es of differen

re  for  evalua

cking in the v

veral  liquid 

s)  have  bee

dated.  It  has

romoting the

rative study w

ne  using  sta

econd  one  u

nd  sCO2  as 

sing molten 

and economi

ison of the hem

ective  (AR)  c

s  been  also

effect of he

g  that  the c

ng  abrasion 

e Fig. 77). 

s  of  solar  re

ector materi

onmental pa

ns  of  the m

For  instance

isted  in  corr

roanalyses r

f  the silvered

e  of H2S.  As 

at  five  targe

nt configurat

ating  valves

valve) has be

crystals  (LC

n  subjected

s  been  foun

e materials d

was carried o

ndard  EuroT

using  larger 

heat  transfe

salts as stor

c potential a

mispherical spec

coat

coatings  on

o  studied,  in

eating  tempe

coating goes

  resistance 

eflectors  in 

ials  were  su

rameters, su

most  prevale

e, the patter

rosion  spots

revealed the 

d glass refle

  a  validation

eted outdoo

tions and typ

s  packing  wi

een designed

)  recommen

d  to  therma

nd  that  havi

degradation.

out to comp

Trough‐type 

aperture  pa

er  fluid  (Task

rage media. 

and this subj

ctral transmitta

ted quartz wind

  quartz  win

ncreasing  th

erature  in  th

 on densifyi

is  remarkab

corrosive  at

ubjected  to 

uch as tempe

nt  air  pollut

rn of degrad

s  and  cluste

effective re

ectors. Conve

n  of  the  sel

or  sites,  inclu

pes for molte

ith much m

d. 

nded  in  the

al  cycling  (T

ng  high  pha

pare the perf

collectors  a

arabolic‐trou

k 4.1). Both 

The results 

ect will be fu

ance of an unco

dow. 

ndows  of  ce

e  solar  tran

e AR coating

ng as  the he

ly  improved

tmospheres,

accelerated 

erature, relat

tants  (H2S,  S

ation caused

rs, which  ca

action betwe

ersely, alum

ected  accele

uding oil‐ref

en salt have 

ore  flexibilit

  literature 

ask  3.3).  an

ase  change 

formance of 

and  BP/DPO

ugh  collecto

plants use 

have been p

urther invest

oated quartz wi

entral  receiv

nsmittance  o

g preparatio

eating  temp

d when  the 

,  such  as  in

  aging  tests

tive humidit

SO2  and NO

d by H2S  in s

an  reach  dia

een the sulp

inum reflect

erated  para

finery  and  th

been tested

ty  (e.g.,  wit

as  Phase  C

nd  all  the  t

temperatur

two 55MWe

O  as  heat  tra

ors  with  90m

a  thermal  e

promising in 

tigated.  

ndow and a SiO

vers  or 

of  glass 

on have 

erature 

heating 

dustrial 

s  which 

y, time, 

2),  thus 

silvered 

ameters 

phurous 

tors did 

meters, 

hermal‐

 (Task 

houth 

hange 

tested 

e  and 

e solar 

ansfer 

mm‐ 

energy 

terms 

O2 AR 

84  

RAISELIFE.  Raising  the  Lifetime  of  Functional  Materials  for  Concentrated  Solar  Power 

Technology 

Participants:  DLR,  Brightsource,  Fraunhofer,  CIEMAT‐PSA,  MASCIR,  Dechema,  CNRS, 

Universidad Complutense de Madrid, INTA, Corning, Laterizi Gambetolla (Soltigua), Vallourec. 

Contacts:   Aránzazu Fernández García, arantxa.fernandez@psa.es 

Funding agency: EU‐H2020‐ NMP‐16‐2015. 

Background: The materials of concentrating solar thermal technologies are exposed to harsh 

outdoor conditions and are targeted to maintain their initial properties. Therefore, one crucial 

aspect  is  to  improve  the practical understanding of  long‐term  in‐service degradation on  the 

performance  of  the  functional material  and  its  impact  on  the  overall  performance  of  the 

technology components and systems.  

Objectives:  It  focuses  on  extending  the  in‐service  lifetime  of  five  key  materials  for 

concentrating  solar  power  technologies:  1)  protective  and  anti‐soiling  coatings  of  primary 

reflectors, 2) high‐reflective surfaces for heliostats, 3) high‐temperature secondary reflectors, 

4)  receiver  coatings  for  solar  towers  and  line‐focus  collectors,  5)  corrosion  resistant  high‐

temperature metals and coatings for steam and molten salts. 

Achievements in 2017: 

During the second year of the project, CIEMAT‐PSA’s activities related to the durability analysis 

of primary reflector coatings (front anti‐soiling coatings and back‐side paints) were continued. 

In particular, 8 reflector types were tested outdoor in 9 testing sites including Spain, Morocco, 

France, Israel and Chile (see Figure 78) and 2 anti‐soiling coatings were deeply evaluated under 

outdoor conditions at  the PSA during  the whole year. Another activity already accomplished 

was the design, manufacturing and installation of an outdoor test bench to study the influence 

of  concentrated  solar  radiation on  the durability of  the  reflectors. Concerning  the  activities 

about the durability of high‐temperature mirrors for secondary concentrators, the accelerated 

aging test campaign of the state‐of‐the‐art reflectors sent by the developer (Fraunhofer) was 

accomplished. Additionally, the solar test bench for the experiments under real concentrated 

solar radiation at the PSA solar furnace was finished. Within Task 3.5, optical properties of two 

CIEMAT‐PSA’s  selective  absorber  have  been  improved,  adding  an  infrared  reflector  on  the 

stainless  steel  substrate.  This  layer  is  electroplated  chromium  that presents  higher  infrared 

reflectance  and  good  thermal  stability.  Solar  absorptance  is  0.955  in  both  absorbers  and 

thermal  emittance  is  reduced  from  0.13  on  stainless  steel  substrate  to  0.09  in  chromium 

coated stainless steel. Thermal durability of both materials was studied and after six months at 

400°C  there  was  no  degradation  in  optical  properties.  Also,  the  antireflective  coatings 

developed  by  CIEMAT‐PSA  for  glass  covers  of  solar  receivers  has  been  optimized  and  solar 

transmittance was  increased up to 0.97 and mechanical properties of the coating have been 

improved  too,  resulting  in  a  higher  resistance  to  abrasion‐erosion  degradation.  Finally,  in 

relation to the dissemination acitivities (coordinated by CIEMAT‐PSA), a workshop was held on 

17th  of  May  2017  at  Universidad  Complutense  de  Madrid  with  the  participation  of  65 

attendees.  

85  

 

3.3 M

3

The M

and e

WP8 

and  s

(DETE

(WAS

with 

of  th

conti

collab

3

OPAC

Partic

Conta

(floria

Fund

Backg

techn

are n

requi

appro

MEDIUM CON

.3.1 INTROD

Medium Con

evaluation of

projects),  te

simulation  o

ECSOL  and 

SCOP), testin

simulation m

he  group  in

nued being 

boration agr

.3.2 PROJECT

C. Optical Ch

cipants: CIEM

acts:  Arán

an.sutter@d

ing agency: 

ground:  On

nologies  is  to

needed to pr

ired for high

opriate stand

Figure 78. Te

NCRENTATIN

DUCTION  

centration g

f componen

esting of a n

of  power  pl

STAGE‐STE 

ng of functio

models (DNIC

n  different 

relevant and

eements or t

TS 

haracterizati

MAT and DLR

nzazu  Fern

dlr.de)  

CIEMAT, DLR

ne  of  the  k

o achieve  su

redict the du

hly efficient c

dardized test

est bench with 

NG GROUP 

group has co

ts for line‐fo

new silicone 

ants  with  p

WP11  proj

nal material

Cast project)

standardiza

d the collabo

technical ser

on and Dura

R. 

ández  Gar

R and custom

key  aspects

uitable  solar

urability of s

components

ting method

mirror segmen

nducted acti

ocus solar co

  fluid  for pa

parabolic‐tro

ects),  water

s (RAISELIFE

). Besides, th

ation  comm

oration with

rvices. 

ability Analy

rcía  (arant

mers 

s  to  assure

r  reflector m

olar reflecto

s can only be

s. 

ts exposed out

ivities in the 

ollectors (OPA

arabolic  trou

ughs  using 

r  saving  tec

), and integr

his year the 

mittees  (nati

h the  industr

sis of Solar R

txa.fernande

e  the  feasib

materials. Pro

ors under ou

e  issued afte

 

door in Chile. 

field of deve

AC, DETECSO

ghs  (SITEF p

different  he

chnologies  f

ration of now

participation

onal  and  in

ry continues 

Reflectors 

ez@psa.es), 

bility  of  sol

oper acceler

tdoor condit

er the sucess

elopment, te

OL and STAG

project), mo

eat  transfer 

for  power 

wcasting me

n of the mem

nternational

  in the cont

Florian  S

lar  concent

rated ageing

tions. Guara

sful applicat

esting, 

GE‐STE 

deling 

fluids 

plants 

ethods 

mbers 

)  has 

ext of 

Sutter 

rating 

g  tests 

antees 

ion of 

86  

Objectives: This  collaborative project between CIEMAT‐PSA and DLR  is devoted  to establish 

appropriate  optical  qualification  and  durability  test  methods  of  solar  reflectors.  The 

degradation processes of solar reflectors are  investigated under accelerated aging conditions 

and in several outdoor exposure sites with the goal of establishing lifetime prediction models. 

Achievements  in 2017: One of the OPAC priority research  lines  is to study the effect of sand erosion on the durability of solar reflectors. During 2017, work was done to help solar power 

plant developers to perform an advanced site assessment  in arid  locations where the annual 

irradiance levels are high, but significant quantities of airborne sand and dust increase the risk 

of  optical  energy  losses  due  to  extinction,  soiling,  erosion/abrasion  damage,  etc. 

Meteorological and geological parameters for sandstorm occurrence and the resulting erosive 

damage on glass materials by  impacting windblown material were extracted  from  literature. 

The respective parameters were measured at Zagora and Missour (Morocco). The erosion risk 

was estimated to be higher  in Zagora. The specular reflectance  loss of exposed silvered‐glass 

reflectors of 5.9%  in  Zagora  and 0.8%  in Missour  after 25 months of  exposure  verified  this 

estimation.  A  checklist  with  seven  items  was  prepared  to  help  solar  plant  developers  to 

evaluate the risk of component aging due to sand storm erosion.  

Other research activities have been conducted in the framework of different research projects 

funded by the Spanish goberment, as DETECSOL, or the European Commission, as STAGE‐STE, 

WASCOP or RAISELIFE. Therefore, details of the achievements in those projects are reported in 

the corresponding sections included in this annual report.  

Technical  support  and  services were  also performed  in 2017  for  several  industries,  through 

specific agreements with several companies to evaluate the optical quality and the durability 

of  their products under  several accelerated aging conditions  in order  to assess and  improve 

their performance.  

DNICast.  Direct  Normal  Irradiance  Nowcasting  Methods  for  Optimized  Operation  of 

Concentrating Solar Technologies 

Participants:  OME,  CENER,  UniPatras, METEOTEST,  ARMINES,  RIUUK,  SMHI,  DLR,  TROPOS, 

CIEMAT, MeteoSwiss, Cyl 

Contacts: Lourdes González Martínez (lourdes.gonzalez@ciemat.es)  

Funding  agency:  UE,  Seventh  Framework  Programme.    EU‐7FP‐  ENERGY.2013.2.9.2.  Grant 

agreement no: 608623. (Oct. 2013 – Sept 2017). 

Background:  The  efficient  operation  of  concentrating  solar  technologies  (CSTs)  requires 

reliable forecasts of the incident irradiance for two main reasons: (i) for better management of 

the  thermodynamic  cycle,  as  it  becomes  possible  to  dynamically  fine  tune  some  of  its 

parameters (flow rate of HTF or the defocusing mirrors), (ii) because electricity production can 

be optimally connected to the grid. 

Objectives:  The  main  objective  is  to  establish  a  portfolio  of  innovative  methods  for  the 

nowcast of DNI and to combine these methods, validate the nowcasts and assess the influence 

87  

of  improvement  in  DNI  nowcasting  on  nowcasting  of  concentrating  solar  power  (CSP)  and 

concentrating photovoltaic  (CPV) power plants output. The PSA has been participating  in the 

work  packages  2  and  4,  the  first  devoted  to  define  prerequisites  for  nowcasting method 

development and the second dedicated to perform validation of the nowcasting methods and 

analyse plan output nowcasting. 

Achievements of  the project: The work of PSA‐Ciemat  in  this project has been  in  two work 

packages. In the WP2 a comprehensive report on the requirements of nowcasting systems for 

Concentrating  Solar  Technologies  (CST) has been  compiled by DLR  and CIEMAT.  The  report 

(D2.1) was completed  in March 2014 and presented at the First End User Workshop held  in 

Madrid on May 7th, 2014 and at the DNICast project meeting held  in Paris on July 10th and 

11th,  2014.  The  result  of  this  work  was  also  presented  by  Tobias  Hirsch  from  DLR  in  the 

SolarPaces 2015 conference that took place in Cape Town, South Africa (13‐16 October).  

Since the solar plant outputs are in relation with the incoming solar energy, the nowcasted DNI 

will be combined with plant performance models to allow the nowcasting of the plant output. 

In the WP4 a 35 MWel parabolic trough simulation plant model with Eurotrough 100 parabolic‐

trough collectors, water as heat  transfer  fluid and without storage has been developed. The 

optimization  of  the  CSP  production  depends  on  the  solar  irradiation,  and  the  operation 

strategy has  to be  focused on  the  solar  field control  that  is more  sensitive  to differences  in 

solar radiation along the field area. The results of this work package were compiled by DLR and 

CIEMAT in the report D4.4: “Nowcasting of CST plant output WP 4.3 CST plant simulation and 

yield production nowcast” in June 8th.  The main conclutions were presented in the Third end‐

user workshop held on June 1st, 2017 at the occasion of the Intersolar Europe Exhibition  in 

Munich  and  in  the  2017  EMS  Annual  Meeting  ‐  European  Conference  for  Applied 

Meteorology and Climatology  that was organized  from 4  to 8 September 2017 at  the Helix, 

Dublin City University, Ireland. 

 

SITEF. Silicone Fluid Test Facility 

Participants: DLR  (coordinator), CIEMAT, Wacker Chemie AG, TSK Flagsol Engineering GmbH, 

Senior Flexonics GmbH, TÜV NORD SysTec GmbH & Co. KG 

Contacts: Loreto Valenzuela (loreto.valenzuela@psa.es); Christoph Hilgert 

(christoph.hilgert@dlr.de) 

Funding  agencies:  Solar‐ERA.NET  Transnational  Call  CSP  2  2014;  MINECO  –  Retos  2014 

Acciones de programación Conjunta  Internacional  (Ref. PCIN‐2014‐083)  (Jan 2015‐Dec 2016); 

German Federal Ministry of Economy and Energy and German Federal Ministry of Innovations, 

Science and Research (Jan 2016‐Dec 2017) 

Background:  Silicone  based  heat  transfer  fluids  (SHTF)  have  been  used  in  the  past  as  heat 

transfer  fluids  in medium  scale  installations  such as PTC  test  loops e.g. at PSA  (Spain), NREL 

(USA) and elsewhere  (DOW, Syltherm 800®). SHTFs are pumpable below 0°C, environmental‐

friendly, low in hydrogen formation, almost odourless and very low in acute toxicity. Until now, 

such fluids are not used  in  large‐scale commercial CSP power plants because available SHTFs 

88  

are c

biphe

and c

Objec

funct

HELIS

temp

powe

a Ger

Plata

Achie

new 

collec

at ou

proje

opera

press

durin

comp

To co

Solar

offici

in pa

Fig

 

 

 

 

urrently far 

enyl  (DPO/B

competitiven

ctives: The S

tionality and

SOL5A  an

peratures up

er plants and

rman‐Spanis

forma solar 

evements in 

SHTF  HELIS

ctors. At the

utlet fluid tem

ect, the main

ational  expe

sure  in  the  c

ng  the  cont

ponents, etc.

ontinue the s

‐ERA.NET pr

ally in 2018 

rabolic‐troug

ure 79. SITEF p

more expen

P). The deve

ness of new S

SITEF  (Silicon

 applicability

nd  associat

p  to 450°C. S

d increase th

sh cooperatio

de Almería (

2017: Durin

SOL®  5A  ma

 end of Dece

mperatures a

n goal has be

erience  with

circuit,  conti

tinuous  hea

. No major p

study and ex

roject was su

and will hav

gh collectors

roject: Experim

nsive than th

elopment,  te

SHTFs are of 

ne  fluid Test

y of a new W

ed  parabol

Such operati

e overall pow

on making u

PSA).   

ng this year t

anufactured 

ember there 

above 400°C

een to accum

h  the  new  f

inuous  samp

ating/cooling

roblems hav

xperimental 

ubmitted and

ve as objecti

s.   

mental data dur

he widely use

esting and d

f great intere

t Facility) pro

Wacker Chem

lic‐trough  s

ion  tempera

wer plant eff

use of the so

the PROMET

and  suppli

 were accum

C and up to 4

mulate opera

fluid  in  term

pling  of  the 

g  in  the  c

ve been notic

analysis of n

d approved. 

ve to contin

ring early opera

ed eutectic m

demonstratio

est of the CSP

oject aims to

mie AG silico

solar  collec

atures are be

ficien.cy. Thi

o called PRO

EO pilot plan

ed  by  Wack

mulated more

425°C (see Fi

ational hours

ms  of  exam

fluid  to mo

ircuit,  perfo

ced.  

new silicone 

The new pr

ue the dem

ation of PROME

mixture of d

on of  reliabil

P sector. 

o demonstra

one heat tra

ctor  (PTC) 

eyond  state 

s innovate p

METEO test 

nt has been o

ker  Chemie 

e than 300 h

g. 79). Durin

s at high tem

mining  the  a

onitor  the  qu

ormance  of

fluids, durin

oject, called

onstration o

TEO test facility

iphenyl oxid

lity, perform

ate the  loop

nsfer fluid n

component

of  the art  i

project is bas

facility  locat

operated wit

AG  in  the 

hours of ope

ng this last y

mperature an

adequate  wo

uality  of  the

f  the  solar 

ng this year a

d SIMON, wil

of HELISOL 

 

y with Helisol

de and 

mance, 

p scale 

named 

ts  at 

n PTC 

sed on  

ted at 

th the 

solar 

ration 

ear of 

nd get 

orking 

e  fluid 

field 

a new 

l start 

fluids 

5A. 

89  

3

Figure

 

3.4 H

3

AafiimApEmpthk 

.3.3 GROUP 

e 80. Medium C

IGH CONCEN

.4.1 INTROD

As  a  remarkatmospheric irst  system mportance inAt the same tprevious  yeaEuropean Comaterials  forproject is onehe fields of cknowledge ca

STAFF PHOT

Concentration G

NTRATING G

DUCTION 

able  fact  inextinction mthat  offers

n the design,time, in addrs,  it has mommission  inr  volumetrice of the firstconcentratinan be shared

TO 

Group staff wob) at CIEMA

ROUP 

  2017,  and measurements  an  online , planning anition to contarked  the bn  its H2020 c  air  receivet examples ong solar and d between ea

a) 

b) rking a) at PlataAT Headquarter

a  great  prat system has  measuremnd operationtinuing our aeginning of programme.ers  connecteof collaboratinuclear powach other.  

aforma Solar ders in Madrid. 

actical  resuls been impleent  of  thisn of central reactivities in tthe NEXTOW. Project  foced  with  liquion betweenwer, where m

 

e Almería in Ta

t  of  the  PRemented at t  extinction.eceiver systethe projects WER projectcused on  theid  metals  hn the researcmany crosscu

 

bernas (Almerí

RESOL  projethe PSA, bein.  This  is  ofems. already start,  financed be developmeheat  storagech communitutting action

ía) and 

ct,  an ng the f  vital 

rted in by  the ent of e.  This ties in ns and 

90  

3.4.2 PROJECTS 

NEXTOWER. Advanced materials solutions  for next generation high efficiency concentrated 

solar power (CSP) tower systems. 

Participants: ENEA (coordinator), KTH, POLITO, CIEMAT, ICCRAM, UOXF, URM1, SANDVIK MT, 

BEWARRANT, CERTIMAC, R2M SOLUTIONS, LIQTECH, CALEF, SILTRONIX, GREEN CSP, ENGICER, 

UNE. 

Contacts:  Jesús  Fernández‐Reche  (jesus.fernandez@psa.es);  Antonio  Ávila‐Marín 

(antonio.avila@ciemat.es)   

Funding agency: European Commission. H2020‐NMBP‐2016‐2017. Grant Agreement number: 

721045  

Background: While volumetric air CSP towers are socially and technically appealing,  for their 

great  environmental  sustainability  and  the  potential  for  electrical  and  thermal  power 

generation,  their  industrial exploitation has been  significantly  slowed down by  the materials 

used  for  the  core component  (i.e.  the high  temperature  solar  receiver) which  is affected by 

limitations  in maximum working temperatures and  in‐service overall durability, mainly due to 

failure by thermal cycling. 

Objectives: NEXTOWER project aims at demonstrating high‐performance durable materials for 

the next generation of concentrated solar power (CSP) air‐based tower systems, making them 

commercially  competitive  in  the energy market beyond 2020. While CSP  towers are  socially 

and  technically  appealing  for  their  great  environmental  sustainability  and  the  potential  for 

electrical  and  thermal  power  generation,  their  industrial  exploitation  has  been  significantly 

slowed down by  the materials used  for  the core component  (i.e.  the high  temperature solar 

receiver) which is affected by limitations in the maximum working temperatures and in‐service 

overall durability, mainly due to failure by thermal cycling.  

NEXTOWER responds by taking a comprehensive conceptual and manufacturing approach that 

starts  by  optimizing  for  durability  the  ceramic  materials  to  achieve  20‐25  years  of 

maintenance‐free service receiver components, while  increasing their operating temperature 

for  thermodynamic  efficiency  at  the  system  level  and  possible  unprecedented  applications 

downstream, such as the direct interfacing with a Brayton cycle or the supply of zero‐emission 

heat for industrial/chemical processing. The actual exploitation of the hotter air (up to 800°C) 

is then crucially tied to the development of a high‐temperature thermal storage, here inspired 

by  nuclear  fission GEN‐IV  technology  and  based  on  liquid  lead  by means  of  new  corrosion 

resistant steels. 

Results  in  2017:  The  activities  carried  out  this  year  have  focused  on  the  design  of  a  small 

power  prototype  (200kWth)  consisting  of  an  atmospheric  volumetric  receiver  coupled  to  a 

liquid  lead  storage  tank.  This  device  is  planned  to  be  installed  in  the  Plataforma  Solar  de 

Almería during 2018  in order to  test  the concept and  its operation at temperatures of up to 

700OC. 

91  

In pa

meta

desig

perfo

F

 

CAPT

Partic

ENER

LTD, 

Conta

(anto

Fund

Backg

incre

since

being

Objec

cost 

innov

arallel  to  the

llic material

gns  and  coa

ormance and

Figure 81. Schem

TURE. Compe

cipants:  CE

RGY  LTD, CEA

EDF, EUREC 

acts:  Jesú

onio.avila@c

ing agency: 

ground:  Vol

ase receiver 

 1990 testin

g a strategic 

ctives: The p

of  electrici

vative  plant

e design of  t

s compatible

atings  for  ce

d durability.  

me of the objec

etitive Solar 

NER  (Coord

A, FCT GMB

EESV.  

s  Fernánd

iemat.es)   

European Co

umetric  atm

efficiency o

ng more than

technology f

project glob

ty  by  deve

t  configurat

the  test  loo

e with  liquid

eramic  volu

ctives NEXTOW

Power Towe

dinator),  TEK

H, SONCEBO

dez‐Reche 

ommission, H

mospheric  ai

f Solar Towe

n 15 differen

field of High 

al objective 

eloping  all  r

tion  consist

p, work  is b

d  lead at hig

metric  abso

WER will pretend

ers 

KNIKER,  CIE

OZ SA, HAVE

(jesus.ferna

H2020‐LCE‐2

ir  receiver  t

er Power Plan

nt volumetri

Concentrati

is  to  increa

relevant  co

ting  on  a 

being  carried

h temperatu

orbers  that 

d to fulfil with t

EMAT‐PSA,  F

ER&BOECKER

andez@psa.

2014‐2015 

technology  i

nts. CIEMAT‐

c receiver p

on Solar Gro

se plant effi

mponents  t

multi‐tower 

d out on  the

ures; and on

increase  bo

he developmen

FRAUNHÖFE

R, TSK FLAGS

es);  Anton

is  a  promisi

‐PSA works o

rototypes  in

oup. 

ciencies and

that  allow 

decoupled 

e developme

n new geome

oth  their  th

nt of the projec

ER‐IKTS,  BLU

SOL, K‐CONT

nio  Ávila‐

ing  alternati

on this techn

n the  las 20 

d  reduce  lev

implementin

  advanced 

ent of 

etries, 

ermal 

ct. 

UEBOX 

TROLS 

Marín 

ive  to 

nology 

years; 

velized 

ng  an 

solar 

92  

comb

trans

dispa

the p

Resu

the  e

comp

rotar

exper

test p

analy

up fo

 

 

ALCC

Partic

SENE

Conta

(anto

Fund

Backg

with 

reach

the  in

impro

dispa

Objec

therm

bined  cycle a

sients and in

atchability; a

power marke

lts in 2017: T

experimenta

parison of  th

y disc absor

rimental air 

performed  in

ysis on a cup 

or the final ev

Fig

CONES. Stora

cipants:  IMD

R, AH, EA.  

acts:  Jesú

onio.avila@c

ing agency: 

ground:  Du

the  highest

hes 18‐20% o

nvestment c

ove  the  effi

atchable one

ctives:  CIEM

mal  fluids  to

approach  th

efficient par

ll of which a

et. 

The activity c

al  evaluation

he  thermal p

ber design w

loop installe

n the solar s

level. In add

valuation of 

gure 82. Foams 

age and conv

DEA  Energía

s  Fernánd

iemat.es)   

Comunidad 

ring the last 

t  year‐on‐ye

of nominal p

cost of solar 

ciency  of  th

 by the integ

MAT’s  partici

o  achieve  hig

at not only 

rtial loads, th

are  importan

carried out d

n  of  two  v

performance

was performe

ed at a parab

simulator  (du

dition, a test

the three se

absorber on cu

version of co

a‐UPAT  (Coo

dez‐Reche 

de Madrid, S

years, conce

ear  growth  r

performance

thermal ele

heir  thermal 

gration of the

ipation  is  fo

gher workin

increases  cy

hus maximiz

nt  factors di

during year 2

volumetric  s

e of  convent

ed. The abso

bolic dish (PD

uring 2016),

t bed to test 

elected foam

up level (left) an

oncentrating

ordinator),  C

(jesus.ferna

S2013/MAE‐

entrating so

rate.  Nevert

e in the conv

ectricity plan

  conversion

ermal storag

ocused  on: 

g  temperatu

ycle efficien

ing overall e

rectly relate

2017 in the C

olar  absorb

tional  foam 

orbers have 

D) concentra

 the best fo

four cups at

s selected af

nd rotary disc o

g solar powe

CIEMAT‐PSA,

andez@psa.

‐12985 

lar power ha

theless,  the 

version of so

ts  is still hig

  processes  a

ge systems.   

i)  analysing 

ures  and  de

cies but also

efficiency, re

ed to cost co

Capture proje

ers  concept

absorbers w

been tested 

tor at PSA. F

ams were se

t PSA solar to

fter PD tests.

on cup lever (rig

r 

,  URJC‐GIQA

es);  Anton

as been the r

technology 

lar radiation

h. Therefore

and  turn  so

 

the  behavio

veloping  a  b

o avoids  fre

eliability as w

ompetitivene

ect was focu

ts  (Figure  8

with an  inno

at cup‐level

From the pre

elected to fu

ower has bee

. 

ght) 

ASOL,  CSIC‐I

nio  Ávila‐

renewable e

used  up  to

n to electricit

e,  it  is requir

olar  energy  i

our  of  inno

better  integ

quent 

well as 

ess on 

sed in 

82).  A 

vative 

l at an 

evious 

urther 

en set 

PCPA, 

Marín 

energy 

o  now 

ty and 

red to 

into  a 

vative 

ration 

93  

with 

efficie

Resu

CIEM

the p

For  t

(HTC)

the se

valida

numb

Fi

 

Conc

out s

tank w

the ta

imple

temp

more efficie

ently at high

lts in 2017:  

MAT‐PSA perf

project, and 

that  purpose

) between th

econd is to p

ated with ex

ber of one of

igure 83. Local 

erning the se

everal tests 

without fille

ank based on

ementation i

peratures. 

ent  thermod

h temperatur

formed an e

then a num

e,  the  first  s

he air flow a

produce corr

xperimental 

f the meshes

volumetric hea

ensible heat 

with the obj

r material. T

n experimen

in CFD tools.

Figure 84. Iso

ynamic cycle

res and solar

exhaustive  st

merical comp

step was  the

nd six detail

relations of t

results. Figu

s studied com

at transfer coeffco

storage wor

ective of ana

The main goa

ts rather tha

 84 depict th

lation conducti

es;  ii)  impro

r irradiance.

tudy of grad

putational  flu

e  numerical 

ed staggered

the HTC. Fina

re 83 shows

mpared with

fficient compariomparison (righ

rk package, d

alyzes the iso

al of this wor

an using theo

he conductio

ivity as function

oving solar re

ded porosity 

uid dynamics

analysis  of 

d stacked pla

ally, the CFD

s the local vo

h literature d

ison (left) and lht) 

during the ye

olation of the

rk is to get th

oretical corre

on coefficient

n of the working

eceiver desig

concept du

s  (CFD) appr

the  heat  tr

ain‐weave w

D approach w

olumetric HT

ata. 

ocal volumetric

ear 2017, CIE

e thermal en

he conductio

elations for f

t for differen

g temperature 

gns  to work 

uring  first ye

roach was  s

ransfer  coeff

wire mesh scr

was compare

TC and the N

c Nusselt numb

EMAT‐PSA ca

nergy storage

on coefficient

further 

nt working 

more 

ars of 

et up. 

ficient 

reens, 

ed and 

usselt 

ber 

arried 

e 

ts of 

 

94  

PRES

Partic

Conta

Fund

of the

Backg

exper

instal

DNI  l

price 

Objec

receiv

techn

the re

Resu

recog

Durin

norm

meth

know

Nowa

conve

signa

meas

Lamb

can m

absol

Solar 

 

 

 

OL. Forecast

cipants: CIEM

acts: Jesús B

ing agency: 

e PRESOL pro

ground: Pow

riencing  a  r

llations is th

levels  reachi

market. 

ctives: The p

ver. To this e

niques to de

eceiver. 

lts in 2017: A

gnized as an

ng the design

mal irradiance

hod for this q

wing this loca

adays,  digita

ert available

l  to noise  ra

surement sys

bertian  targe

measure sola

lute ±2%. Th

 de Almería.

t of Solar Ra

MAT‐PSA, Al

allestrín (jes

This researc

oject (Ref. EN

wer generatio

apid  growth

e grid integr

ing  the  rece

project goal 

end, we prop

etermine and

Atmospheric

  important c

n of these pl

e. Unfortuna

quantity and

al parameter

al  cameras  a

e light into di

atio, make  t

stem for sol

et has been 

ar extinction

his measure

 

Figu

diation at th

mería Unive

us.ballestrin

ch has been 

NE2014‐594

on from Sola

h  worldwide

ration. To th

eiver, which 

is to produc

pose to forec

d forecast th

c extinction o

cause of ene

ants would b

ately, the rea

 at present t

. 

are  used  in 

igital images

them an  inte

ar extinction

developed. 

  in the band

ment  system

ure 85. Digital c

he Receiver o

rsity, Huelva

n@psa.es) 

funded by t

54‐C3‐3‐R) w

ar Power Tow

e.  The  great

is end, it is c

affects not 

ce a short‐te

cast the DNI

he reflected 

of solar radi

ergy  loss  in 

be desirable

ality is that th

these plants 

many  scien

s. Their broa

eresting dev

n at ground 

The  first ex

dwidth 400‐1

m  is  currentl

FIGURE 

cameras take im

of a Solar Po

a University.

he Spanish g

with ERDF fu

wers (SPT) ‐w

er  challenge

crucial to hav

only  the pla

erm  forecast

arriving to t

solar radiati

ation reflect

the  increasi

 extinction m

here is curre

are designe

ntific  applica

d spectral ra

vice  for extin

level based 

xperimental 

1000 nm wit

ly  running o

mages of the ta

ower Tower 

government 

nds. 

where DNI is

e  posed  by 

ve an accura

ant operatio

t of the DNI 

the heliostat 

on attenuat

ted by helios

ngly  large so

maps similar 

ently no relia

d, built and 

ations  due  t

ange, high re

nction meas

on two digit

results  show

th an accura

on a daily ba

rget 

in the frame

s a critical inp

these  large

ate forecast 

on but  the e

 reaching th

t field and de

tion on  its pa

stats to rece

olar  tower p

to those of 

able measure

operated w

to  their  abil

esolution and

urement. A 

tal cameras 

w  that  the  sy

cy of  less th

asis at Plata

ework 

put‐ is 

solar 

of the 

energy 

he SPT 

evelop 

ath to 

iver is 

plants. 

direct 

ement 

ithout 

lity  to 

d high 

novel 

and a 

ystem 

han an 

forma 

 

95  

3

 

3.5 SO

3

Solar 

applic

applic

temp

The li

•

•

•

3.5.2 

HYDRconst Partic

CIEM

Conta

alfon

Fund

.4.3 GROUP 

Figure 86. Hi

OLAR FUELS 

.5.1  IN

 Thermal Ele

cation  so  fa

cations  hav

perature sola

ines of activi

Developm

low quali

Pre‐comm

splitting 

concentra

Technolo

temperat

 

PROJECTS

ROSOL. Thertruction and

cipants:  APT

MAT‐PSA (Spa

acts:  Atha

so.vidal@cie

ing: 2.5 M€;

STAFF PHOT

gh Concentrati

/ SOLARISAT

NTRODUCTIO

ectricity (STE

ar  is  bulk  e

ve  also  bee

ar heat produ

ity are conce

ment  of  hyb

ty carbonace

mercial scale

for  hydroge

ated solar en

ogical feasibil

ture industri

S 

rmochemicad operation o

TL  (Greece), 

ain). 

anasios  G

emat.es 

 FCH‐JU‐201

TO 

on Group Staff 

TION OF IND

ON 

) is a very pr

lectricity  ge

n  demonstr

uction. 

entrated in th

rid  solar/fos

eous materia

e demonstrat

en  productio

nergy. 

lity of the us

al processes

l HYDROgenof a 1MW PL

DLR  (Germ

.  Konstan

2. 

f working at the

Madrid (rig

DUSTRIAL PRO

romising ren

eneration  th

rated,  such 

he following

ssil  endothe

als. 

tion of the te

on  through 

se of solar th

. 

n productionLANT 

many),), Hyge

ndopoulos 

e Plataforma Soht)

OCESSES GRO

ewable sour

rough  therm

as  produc

 fields: 

ermic  proces

echnical and

the  use  of 

hermal energ

in a SOLar m

ear  (Netherla

[agk@cper

olar de Almería 

OUP 

rce of energy

modynamic 

ction  of  hyd

ses with  spe

d economic f

thermochem

gy as the ene

monolithic re

ands), HELPR

i.certh.gr] 

(left) and CIEM

y. The best k

cycles,  but 

drogen  and

ecial  attenti

feasibility of 

mical  cycles

ergy supply in

eactor: 

RES  (Greece

Alfonso 

MAT‐

known 

other 

  high 

ion  to 

water 

s  with 

n high 

e)  and 

Vidal, 

 

96  

Durat

Backg

demo

wate

Objec

propo

demo

therm

stora

detai

Achie

is  co

perip

place

stage

 

After

provi

and o

A pre

on  th

gradi

local 

tion: January

ground:  Th

onstration  o

r in a 750 kW

ctives: Base

osed within 

onstration  p

mochemical 

ge  on  site 

led techno‐e

evements in

mpleted  and

pheral compo

ed on 1st floo

es on the pro

r  completion

des the basi

operational i

eliminary the

he  tempera

ents, and on

hot spots an

Fig. 87.a. Pho

y 1, 2014 ‐ A

he  principal

operation  of

W scale on a 

d on  the ab

HYDROSOL‐

plant  in  the 

H2O splitting

(at  levels  > 

economic stu

 2017:  Duri

d  ready  for 

onents, inclu

or. The 2nd fl

ocess (PSA, ta

n  of  the  pla

is for the dev

nvestigation

ermal testing

ture  level  a

n the active v

nd conseque

 

otograph of the

April 30, 2018

  objective 

f a  plant  fo

solar tower, 

bove,  the  spe

‐PLANT are  t

750  kW  ra

g. Operate  t

3  kg/week)

udy for the c

ng 2017, the

operation. 

uding steam g

oor will acco

anks, etc.). 

nt,  a  hazard

velopment o

ns. 

g campaign is

achieved,  on

volume of th

ently failure 

e reactor array

8 

of  HYDRO

r  solar  ther

 based on th

ecific Scient

the  followin

ange  to  veri

the plant an

)  [1].  Finally

commercial e

e pilot plant 

The  receive

generators, 

ommodate e

d  and  opera

of system co

s ready to be

n  the  dynam

he absorbers

of the recei

OSOL‐PLANT 

rmo‐chemica

he HYDROSO

ific and Tech

g: construct 

fy  the  deve

d demonstr

y,  the  propo

exploitation o

was commis

r‐reactor  co

preheaters, 

equipment fo

ability  study

ontrol schem

e performed

mic  behavio

s. High temp

iver. The tem

Fig. 87.b.  Fi

is  the  d

al  hydrogen 

L technology

hnical Objec

a  solar hyd

eloped  techn

ate hydroge

osal  is  direct

of the solar p

ssioned. The

ombined wit

reactor array

or separatio

(HAZOP) w

es, allowing 

.  Special em

or,  on  poten

erature grad

mperature d

 

nal plant config

evelopment

production 

y. 

ctives of  the

drogen produ

nologies  for

en productio

ted  to  perfo

process. 

e HYDROSOL

h  the  rest  o

ys, etc. have

n and purific

was  prepared

for further 

mphasis will b

ntial  temper

dients may le

istribution c

guration 

t  and 

from 

 work 

uction 

solar 

n and 

orm  a 

L‐Plant 

of  the 

e been 

cation 

d  that 

safety 

be put 

rature 

ead to 

can be 

 

97  

controlled  by  defining  several  aiming  points  on  the  receiver  surface  and  adjusting  the 

heliostats accordingly.  

Having established all necessary conditions and adjustments  for temperature uniformity, the 

hydrogen production  step will be  initiated. The  temperature  levels, mass  flows, duration of 

reaction  steps will be  applied  together with  the  special  solar  coupling providing  alternating 

solar flux and the process control system.  

The  core  of  this  evaluation  will  be  the  quantitative  assessment  of  the  campaigns  vs.  the 

objectives  set  and  current  state‐of‐the‐art  figures  according  to  the  proposal  goals:  reactor 

efficiency (thermal and chemical), hydrogen Production Rate 1400ºC: ≥ 3 kg/week, etc. 

HITERSOL.  Clean  technologies  for  solar  hydrogen  production  based  on  mixed‐ferrites 

thermochemical cycle.  

Participants: ABENGOA Hydrogen (company subsidiary of the ABENGOA group) and CIEMAT 

Contacts: M. Maynar, maria.maynar@abengoahidrogeno.com;   

Aurelio Gonzalez, aurelioj@psa.es 

Funding: 150 k€; CTA‐IDEA. 

Duration: June 1, 2014 – December 31, 2015 

Background:  Some  high  temperature  endothermic  reactions  for  converting  solar  energy  to 

chemical  fuels have been  investigated around  the world. Many of  the activities  to  this point 

dealt  with  identifying,  developing,  and  assessing  improved  receiver/reactors  for  efficient 

running  of  thermochemical  processes  for  the  production  of  H2.  A  challenging  approach  is 

investigated at the Hitersol project where the reactor used to drive the ferrites cycle is a cavity 

receiver using tubular reactors.  

Objectives:  HITERSOL  is  cooperation  between  CIEMAT‐PSA,  and  the  company  Abengoa 

Hydrogen, established within  the  framework of CTA‐IDEA  Initiative  funded by  the Andalusia 

Community.  

Hitersol pursued to develop clean technologies for solar hydrogen production based on water 

splitting  by  mixed‐ferrites  thermochemical  cycle.  To  achieve  this  aim,  an  installation  was 

designed,  constructed  and  commissioning within  a  previous  project  named  SolH2.  Present 

collaboration pursued to complete the evaluation of a 200 kW pilot plant erected in PSA. 

Achievements  in  2017:   During  the  first  part  of  the  INNPACTO  project,  the  pilot  plant was 

commissioned and tested. The multi‐tubular solar reactor was tested during the SolH2 project 

period  and  confirms  that  the proposed  technology meets  the hydrogen production  targets. 

Chemical  tests were  carried  out  and  some  results  are  obtained  regarding H2  production  at 

different  operating  conditions with  different  temperatures  (800  to  1200 ºC)  and  N2/steam 

mass flow ratios.   

Along 2016 some additional tests were addressed to operation of a plant with solar transients. 

Then  a  comparison  of  the  experimental  tests  and  CFD  results  for  this multi‐tubular  solar 

reactor for hydrogen production was performed in collaboration with the University of Seville. 

 

98  

CFD  s

calcu

temp

F

 An op

the re

 

The C

cavity

camp

analy

 

ALCO

Partic

(Span

ABEN

possi

Conta

alfon

Fund

Durat

Backg

instit

progr

Solar 

involv

need

elect

simulations 

late  the  pe

perature for t

Figure 88. (a) T

peration stra

equired pow

CFD model is

y and receiv

paign.  In add

yze how hom

ONNES. Stora

cipants: IMD

nish  enginee

NGOA  group

ble exploitat

acts:  M

so.vidal@cie

ing: 2,017 M

tion: Octobe

ground:  The

utions,  IMD

ram AlCConE

  Power)  foc

ving  convers

ed  to  optim

ricity, solar f

allow  to  sol

ercentage  of

the process. 

emperature dis

ategy previo

wer with the o

s used for th

ver walls, and

dition, the te

mogenous it i

age and Con

DEA Energia 

ering  comp

)  act  as  ind

tion of the p

anuel  R

emat.es 

M€; Commun

er 1, 2014 – O

e  ALCONNES

DEA  Energia 

ES (the acron

cuses  its  R&

sion  from  h

mized  dispat

fuels or chem

ve  the  therm

f  reacting  m

 

stribution of CF

ously perform

optimal flux 

e calculation

d has been v

emperature 

s and wheth

version of co

(Coordinato

pany)  and  A

dustrial  comp

roject result

Romero, 

ity of Madrid

October 31, 

S  project  is 

(Coordinato

nym in Spani

&D  objective

high  flux  sola

ch  on  dema

micals. 

mal balance

media  inside

FD simulations. 

distribution.

med by ray  t

distribution 

n of the tem

validated ba

distribution 

her the requi

oncentrated

or), Universit

ABENGOA  H

panies with 

ts. 

manuel.rom

d.  

2017 

a  very  amb

or),  Universit

sh stands fo

es  onto  the 

ar  to  therm

and  for  furt

  in  the  reac

e  the  tubes 

(b) Average tem

tracing simu

onto the alu

perature an

ased on the 

inside the t

red tempera

d thermal sol

ty J. Carlos I,

Hidrógeno  (

active  colla

mero@imde

itious  initiat

ty  J.  Carlos 

r Storage an

heart  of  CS

mal  energy,  i

ther  use  of 

tor  (cavity a

which  achie

mperature in th

lations was 

umina tubes.

d radiation f

results of th

ubes  is calcu

ature is achie

lar energy 

 ICP‐CSIC an

(company  s

aboration  an

a.org;  A

tive  that  inv

I,  ICP‐CSIC  a

d Conversion

SP  systems, 

including  th

energy  in  t

and  tubes) a

eve  the  req

he tube surface

applied  to s

.  

flux profiles 

he thermal t

ulated  in ord

eved [1]. 

nd CIEMAT. S

subsidiary  o

nd  interest  i

Alfonso 

volves  R&D 

and  CIEMAT

n of Concent

  that  is  the

e  storage  sy

the  producti

and  to 

quired 

es 

supply 

at the 

esting 

der to 

SENER 

of  the 

in  the 

Vidal, 

public 

T.  The 

trated 

e  loop 

ystem 

ion  of 

 

99  

Within  objective  2,  CIEMAT  is  exploring  new  solar  receivers  and  reactors  for  the  efficient 

operation at high  temperatures and with high penetration of photons  for high  incident  flux.   

Furthermore,  within  objective  3,  “Develop  new  storage  and  dispatching  thermal  energy 

systems”.  CIEMAT  will  be  focused  on  new  perovskite  materials  as  candidates  for 

thermochemical cycles. 

Achievements in 2017:  

Some work in 2017 was focused to study the technical feasibility of chemical reactors concepts 

based on direct heated fluidised bed reactors Commercial Ni ferrite were selected as a model 

material for solar experiments.  

CIEMAT  has  continued  working  in  optimizing  the  operating  conditions  while  IMDEA  has 

designed and assembled a laboratory test bed using a "beam‐down" type chemical reactor for 

the analysis of the reducing step of non‐volatile metal oxides. Tests were performed using N2 

as  fluidization  gas.  For  CIEMAT,  the  goal  of  this  study  is  to  improve  the  understanding  of 

fluidized  bed  hydrodynamics  by  determining  the  effects  of  bed  height  and  minimum 

fluidization velocity, this value is found 2.3 cm/s for air and 1.9 cm/s for argon. 

Within objective 3, our  research efforts were directed  towards preparation and  synthesis of 

the perovskites materials  in  the  laboratory,  improving  the kinetics and  reducing  the working 

temperatures. 

 

 Fig. 89. Oxygen released on the regeneration step from NiFe2O4 and LSC samples. 

 

First hydrolysis test carried out with these materials in a thermogravimetric analyser indicated 

with La0.5Sr0.5CoO3 and LaxSr1‐xFeyAl1‐yO3 that they are good candidates for further tests (Fig. 3).  

First  hydrolysis  test  carried  out  with  this  material  indicated  both  (a)  oxygen  release  in 

perovskite materials  is higher  than Nickel  ferrites  (fig. 88)  (b) hydrogen production  is  lower 

than the expected one according to the oxygen released  in the reduction step. Furthermore, 

the oxygen  released  in  the  reduction  step was decreased  in each consecutive cycle  showing 

that cobalt perovskite is not a stable material.  

 

 

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

0 10 20 30 40 50

ml O

2/g

time (min)

O2 total LSCO2 Total Ni…

 

100  

RESPACE. Subproject 3. Methodology and characterization of materials and components for 

receivers for solar applications under extreme conditions 

Participants: IMDEA Energia (Coordinator), Centro de Investigación en Nanomateriales y 

Nanotecnología (CINN) and CIEMAT. 

Contacts: Manuel Romero, manuel.romero@imdea.org;  

Alfonso Vidal, alfonso.vidal@ciemat.es 

Funding: 180 k€ (Subproject 3); Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Innovación 

Orientada a los Retos de la Sociedad, en el marco del Plan estatal de Investigación Científica y 

Técnica y de Innovación 2013‐2016. Ref. ENE2015‐71254‐C3‐2‐R.  

Duration: January 1, 2016 – December 31, 2018. 

Background:  The  research  program  ARROPAR‐CEX  proposes  a multidisciplinary  analysis  on 

novel  concepts  of  indirectly  heated  receivers/particle  reactors  for  solar  applications  under 

extreme conditions. Extreme operating conditions are understood  to be  those which  involve 

the  combination  of  high  irradiance,  in  excess  of  1000  kW/m2,  and  very  high  temperatures, 

typically above 800 °C. 

ARROPAR‐CEX  is divided  into three sub‐projects  in order to achieve significant advancements 

in  several  scientific  and  technological  knowledge  areas,  which  together  will  lead  to  the 

development  and  subsequent  commercial  deployment  of  new  devices,  materials  and 

methodologies  in  concentrating  solar  thermal energy,  responding  to  the  "Safe, Efficient and 

Clean  Energy"  challenge  of  the  Spanish  Strategy  for  Science,  Technology  and  Innovation: 

Within  objective  2,  CIEMAT  will  study  new  multifunctional  ceramic  materials  for  solar 

applications under extreme conditions, focusing on the development of ceramic components 

that are adapted to operating conditions beyond the current state‐of‐the‐art.  

For this, the development of novel multifunctional composite materials is envisaged, which will 

enhance  the  stability  of  the  component  under  pressure/vacuum  at  high  temperatures  and 

reduce  its  losses  by  thermal  emission.  Thermochemical  processes  require  thermally  and 

chemically  stable  reactor  wall materials,  which  can  withstand  severe  operating  conditions 

suitable for specific solar fuels production. Reactor materials of construction comprising walls, 

the cavity lining, insulation, and shell need to fulfill the thermal and chemical requirements of 

severe operating conditions at high temperatures and under high‐flux solar radiation.  

Achievements in 2017:  

For such purpose, we focus on AlN, SiC, and Al2O3. These materials were subjected to thermal 

treatment  in air, steam, and ageing tests to determine the optimal material for each specific 

application. 

A set of tests has to be defined and carried out in order to depict some degradation of selected 

materials to be used as reactor walls under specified conditions similar to those foreseen in 

actual solar chemical reactors.  

 

101  

Durin

reinfo

These

into t

hydro

zero 

small

the fo

 

ORES

Partic

Conta

Fund

Space

5157

Backg

was 

activi

for re

Objec

fluidi

reduc

subse

Achie

An ex

26  so

chem

ng  2017,  CIE

orced SiC) an

Fig. 90

e studies sho

the furnace, 

ogen  concen

when steam

ler peaks are

ormation of 

SOL. Release

cipants: CIEM

acts: Thorste

ing agency: 

e Technologi

93‐ ERA‐STA

ground:  The

part  of  a  jo

ity due to th

eactions that

ctives: The p

zed  bed  rea

ction  of  on

equent elect

evements in 

xtensive sola

olar  tests.  In

mical reaction

EMAT  perfo

nd LNEG (CeO

0. Left: H2 evolu

ow that an in

resulting in 

ntration prof

m  flow  is swi

e observed. 

a layer (SiO2

e of Oxygen f

MAT‐PSA (Sp

en Denk; tho

European C

ies Applicatio

AR REGIONS),

e project Ore

oint  initiative

he unique po

t need the pr

principal goa

actor  for  the

ne  constitue

rolysis of the

2017:  

ar testing ca

n  the  first  p

n, and the te

rmed  cyclic 

O2) in a tubu

ution during cyc

nitial rapid o

an abrupt in

file exhibit a

tched off. U

This behavio

) which prot

from Lunar R

pain). 

orsten.denk@

ommission 6

ons & Resea

, ESP2007‐29

esol originat

e  between  A

ossibility to i

rocessing of 

l of the proje

e  extraction 

ent  of  luna

e obtained w

mpaign was

phase,  the  s

emperature 

oxidation  t

ular electric f

cling of SiC/SiCf

oxidation occ

nitial peak of 

a maximum 

Upon a secon

our could sh

tects the sub

Regolite usin

@psa.es 

6th Framewo

rch for the R

9981‐E. 

tes  from  the

Andalusia  an

nvestigate a

large quanti

ect is the de

of  oxygen 

r  soil,  ilme

water. 

s performed 

system was 

in the bed w

ests  with  sa

furnace. (Figu

f (1200°C in Ar,

curs at 1200

the hydroge

at  the begin

nd, third and

how some k

bstrate. 

ng concentra

ork Program

Regions and 

e  "ERA‐STAR

nd  Bremen/G

a promising t

ties of solids

velopment a

from  lunar 

enite  (FeTiO

in winter an

operated w

was  limited 

amples  from

ure 89). 

1000°C in Ar + 

ºC when ste

en being rele

nning and a 

d so on afte

ind of stabil

ated solar en

mme ERA‐STA

Medium‐Size

R Regions" p

Germany.  PS

type of solar

s. 

and testing o

regolith.  Th

3),  with  hy

nd spring 20

with  atmosph

to 400°C to 

m  CNRS  (SiC

 + steam 

eam is introd

eased. As is s

gradual dec

er steam  inje

ization,  indi

nergy 

AR Regions (

ed Countries

program, wh

SA  continue

r chemical re

of a solar pow

is  is  done  b

ydrogen,  and

017 with a to

heric  air, w

avoid dama

C  fibre 

duced 

shown 

cay  to 

ection, 

cating 

ERA – 

s ‐ CA‐

here  it 

ed  the 

eactor 

wered 

by  the 

d  the 

otal of 

ithout 

age on 

 

102  

graph

behav

perip

initia

estab

the h

gas co

The  s

(temp

syste

helpe

with 

Finall

incre

solar 

react

qualit

All pr

the m

demo

react

oxyge

also a

suitab

 

hite parts. Th

vior of the fl

pheral  comp

l predictions

blish efficient

heating proce

onsumption 

six  tests  of 

peratures, g

m  to  reach

ed to unders

a special inte

ly,  in  “Phas

ased. Fifteen

power tests

tion  really  o

ty, and, as a 

rimary testin

main fluidize

onstrated.  A

tion was  car

en being ext

able to extra

ble for wate

Fig. 91. O

he goals of t

luidized bed 

onents,  to  h

s of the gas 

t procedures

ess. The latte

is highest, a

“Phase  2”, 

as  flows and

  the  minim

stand the be

erest on the 

se  3”,  hydro

n tests were 

s, and two fo

occurs.  Furth

bonus, to ca

ng objectives

d bed gas flo

A maximum 

rried  out,  co

tracted from

act very effic

r extraction 

Oresol experim

he five tests

with the pa

hone  the  da

demand of t

s to pass as 

er one is of s

nd hence de

with  pure  a

d pressures,

um  nomina

ehaviour of t

variation of 

ogen  was  a

performed, 

or TV intervie

her  objective

alculate the h

s were accom

ow, were de

bed  temper

onverting m

 the ilmenite

ciently the cr

on Mars. 

ent with hot pa

s of this “Pha

rticles, to ch

ata  acquisitio

the bed in fu

fast as poss

special pract

etermining th

argon, were 

  solar powe

l  operation 

the system w

the solar po

added  to  th

eleven of th

ews. The bas

es were  to 

hydrogen co

mplished. Th

etermined. C

rature  of  97

ore  than  50

e mineral. It

rystallization

articles on the t

ase 1” were 

heck the prop

on  and  cont

unction of th

sible through

tical importa

he cost of th

to  determin

er), and  to d

temperatur

with continu

ower demand

e  system  a

hem with hyd

sic goal here

gain  initial  i

nversion rat

he basic ope

Continuous p

77°C was  ach

0%  of  the  h

t arose durin

n water in th

test platform of

to learn to k

per function

trol  program

he temperat

h the low tem

nce because

e tests when

ne  the  oper

emonstrate 

re  of  800°C.

ous particles

d. 

nd  the  tem

drogen, two 

e was to dem

information 

e. 

eration param

particle feed 

hieved.  The 

ydrogen  into

ng the tests t

he minerals, 

f the Solar Furn

know in dept

ing of most 

m,  to  confirm

ure, and fina

mperature p

e this is whe

n argon is us

ration  param

the ability o

.  Additional

s  in‐ and ou

mperature  fu

for particle 

monstrate th

about  the 

meters, espe

and remova

desired  che

o water wit

that the syst

thereby mak

 

nace SF60 

th the 

of the 

m  the 

ally to 

part of 

re the 

ed. 

meters 

of  the 

tests 

tflow, 

urther 

flow / 

at the 

water 

ecially 

al was 

emical 

th  the 

tem is 

king it 

 

103  

A pro

Invita

hydro

Ciem

basis 

 

3

 

 

3.6 T

3

The  t

medi

behav

3

REELC

2018

Partic

Term

Conta

Fund

Backg

gene

Coun

acces

oposal (name

ation To Ten

ogen on the 

at was able 

for the first 

.5.3 GROUP 

Figur

HERMAL STO

.6.1 INTROD

technical  ac

a, testing co

viour of The

.6.2 PROJECT

COOP. Resea

) 

cipants: UPO

mo, Sol, ZE, AE

acts: Esther 

ing Agency: 

ground:  RE

ration  tech

ntries,  in  ord

ss to electric

ed ALCHEMI

der AO‐9107

Moon to be

to win  the 

feasible app

STAFF PHOT

re 92. Staff of t

ORAGE GROU

DUCTION  

ctivities  in  2

omponents f

rmal Energy 

TS  

arch Cooper

ORTO (coord

ES, CDER. 

Rojas (esthe

EU‐FP7‐ENE

ELCOOP  wa

nologies  an

der  to  chang

ity, with 2/3

ST) has been

7: Study for E

 flown not la

Call. ALCHE

proach of oxy

TO 

he Solar Fuels/

UP 

017  have  b

for molten sa

Storage Syst

ration in Ren

inator), UoR

r.rojas@ciem

ERGY.2013.2.

as  conceived

nd  promotin

ge  the  fact  t

living in rura

n presented

ESA for a pay

ater than 20

EMIST aims  t

ygen (O2) pro

 

/Solarisation of 

been  focusse

alt  loops (va

tems (TESS).

newable Ene

R, DLR, UoE, C

mat.es) 

.9.1 

d  with  the 

ng  coopera

that  today  s

al areas of A

 within the 

yload testing

25. Thanks t

to  set a  soli

oduction fro

Industrial Proc

ed  on  study

alves, pressu

  

ergy Technol

CIEMAT, ENI

aim  to  de

ation  betwe

still  17%  of 

Africa and Asi

European Sp

g lunar regol

to the experi

d  scientific a

m regolith o

esses Group. 

ing  the  feas

re gauges) a

ogies for Ele

T, IRESEN, YU

evelop  rene

een  EU  and

the world  p

a. 

pace Agency

ith reduction

ience with O

and  technol

n the Moon.

 

sibility  of  st

and modellin

ectricity (201

U, ONYX, MC

ewable  elec

d  Mediterra

population  h

(ESA) 

n with 

Oresol, 

ogical 

.  

torage 

ng the 

13‐

CG, 

ctricity 

anean 

has  no 

 

104  

Objec

teste

Proto

Proto

Proto

A spe

 

Resu

paten

chang

Hitec

to bu

proje

result

prom

term 

1  Sola

Cheik

Comm

2 SW

Evalu

 

 

 

 

ctives:  Thre

d: 

otype#1: buil

otype#2: hyb

otype#3: hyb

ecial effort is

lts  in  2017:

nted, own de

ge materials

c salt since it 

udget limitat

ect, a comme

ts2  obtained

mising as expe

behaviour o

arPACEs2017

kh,  R.;  Ferch

missioning a

C 2017 / SH

uation of a Sp

e  prototype

lding integra

brid (solar/bi

brid concentr

s made to tra

  The main  c

esign of the

s.  In  spite of

was the onl

ions for man

ercial spiral h

d  for  this  p

ected. Addit

of PCMs has 

7,    SolarPAC

hichi,  S.;  Jm

nd Tests of a

HC 2017, Rod

piral Latent S

 

Fig. 9

es  for  renew

ated PV syste

omass) micr

rating solar/b

ansfer and di

contribution

rmal storage

f  its  relative

y PCM out o

nufacturing a

heat exchan

prototype  ha

ionally, the l

been identif

CEs2017,  W

ili,  A.;  Baba

a Mini CSP Pl

driguez‐Garc

Storage Mod

3. REELCOOP st

wables  are  g

em (with ven

ro‐cogenerat

biomass min

isseminate th

n  of  CIEMAT

e for  latent h

ely  low phas

of the 9 PCM

a specific pro

ger has bee

ave  showed

lack of appro

ied. 

Willwerth,  L.; 

,  A.;  Soares

lant. 

cia, M. M; R

dule with Hite

torage prototyp

going  to  be 

ntilated facad

tion ORC syst

ni‐power plan

he develope

T/PAS  is  the 

heat with  low

e  change en

 that does n

ototype with

n modified a

d  that  the 

opriate testin

Rodriguez‐G

s,  J.;  Parise, 

ojas, E., Tes

ec® as PCM.

pe experimenta

developed, 

des), 

tem, and  

nt1. 

d technologi

developme

w‐thermal c

nthalpy,  the 

ot degrade u

h the design 

accordingly. 

proposed  so

ng methods f

García,  M.M

F.; Weinzie

t Campaign 

al data 

  constructed

ies. 

ent  of  an,  al

conductivity 

chosen PCM

under cycling

proposed fo

The experim

olution  is  n

for validatin

M.,  Rojas,  E.

erl,  B.,  Krüge

and Perform

d  and 

lready 

phase 

M was 

g. Due 

or this 

mental 

not  as 

g long 

.,  Ben 

er,  D.; 

mance 

 

105  

3

 

4.SO 

4.1 IN

The S

and t

proce

Main

●

●

●

●

●

●

 

Durinof soSocieLikewproceoffici

.6.3 GROUP 

OLARDESA

NTRODUCTIO

Solar Desalin

technologica

esses powere

 current rese

● Large‐cap

MED, TVC

● Small‐cap

and forw

● Co‐gener

● Salinity‐g

retarded 

● Thermal‐

water tre

● Dynamic 

desalinat

ng 2017, the lar thermal dety (EDS), of wise,  this  yeaess  optimizaally incorpor

STAFF PHOT

 

ALINATION

ON 

nation Unit  (

al knowledge

ed by solar e

earch lines a

pacity therm

C‐MED, ABS‐

pacity therm

ard osmosis 

ration of elec

gradient  pow

osmosis (PR

driven  sepa

eatment 

modeling, 

tion processe

PSA Solar Dedesalinationa yearly couar has  led  toation  and  adrating three 

TO 

Figure 94. T

NUNIT

(UDeS  in  its 

e developme

energy. 

re the follow

mal processes

‐MED) 

al processes

(FO) 

ctricity and d

wer  genera

RO) 

aration  proc

process  opt

es. 

esalination U. The joint ourse about soo  the  consodvanced  connew researc

Thermal Storage

Spanish acro

ent in the fie

wing: 

s with specia

s with specia

desalinated w

ation:  rever

esses  for  b

timization  a

Unit has contorganization,olar desalinaolidation of  tntrol  strategchers (two P

e Group staff 

onym) has t

ld of desalin

al emphasis 

al emphasis i

water (CSP+D

se  electrod

rine  concen

nd  advance

tinued with i together wiation is a prothe  researchgies  in  solarPhD & one p

he objective

nation and th

in multi‐effe

n membrane

D) 

ialysis  (RED

ntration  and

d  control  st

ts relevant aith the Europoof of this reh  activity  “Dyr  desalinatiore‐doctoral) 

e of new scie

hermal sepa

ect distillatio

e distillation

D)  and  pre

d  industrial 

trategies  in 

activity in thepean Desalineference posynamic modon  processesto the unit 

entific 

ration 

on (LT‐

n (MD) 

ssure‐

waste 

solar 

e field nation sition. deling, s”,  by team. 

 

106  

New developments in MED (metal‐doped plastic heat exchangers) and MD (new generation of spiral‐wound  air‐gap  modules)  have  been  tested  at  PSA  experimental  facilities  showing  a promising future for these thermal‐powered desalination technologies. 

 

The  international  relevance of  the developed activities  is  clearly  supported by  the  following positions currently held by the unit: 

 

● Member of the European Desalination Society (EDS) Board of Directors (2016‐2018) 

● Coordination  of  the  Renewable  Energy  and  Desalination  Working  Group  of  the 

European Water Platform (WssTP) 

● Coordination  of  the  Renewable  Energy  Desalination  Action  Group  of  the  European 

Innovation Partnership on Water of the European Commission. 

● Operating Agent of  SolarPACES  (Solar  Power  and Chemical  Energy  Systems)  Task VI 

(Solar Energy and Water Processes and Applications). 

 

During  2017  research  activities were  developed within  the  framework  of  projects  covering both national and international activities with academic and industrial involvement. 

 

4.2 PROJECTS 

ZCR2. Zero Carbon Resorts  towards Sustainable Development of  the Tourism Sector  in  the 

Philippines and Thailand 

 

Participants:  Gruppe  Angepaste  Technologie  GrAT  (AT)  (coordinator),  Palawan  Council  for 

Sustainable  Development  PCSD  (PH), Green  Leaf  Foundation GLF  (TH), Health  Public  Policy 

Foundation HPPF (TH), CIEMAT‐PSA (ES) 

Contact: Dr. Guillermo Zaragoza, guillermo.zaragoza@psa.es 

Funding agency: European Commission, SWITCH‐Asia Programme. 

Background:  This  project  builds  upon  the  success  and  achievements  of  the  ZCR  in  the 

Philippines (2009‐2014) for replication and upscaling. Regional approach will be  implemented 

through  ZCR  intervention  in  Thailand  and  Green  Certification  in  the  Philippines,  while 

increasing  the access  to green  finance and  improving policy exchanges on SCP  in  tourism  in 

both countries. 

Objectives: The overall objective of this project is to contribute to sustainable development of 

the tourism sector and its value chain in the Philippines and Thailand with a focus on reduction 

of resource consumption and CO2 emissions. 

Achievements  in 2017: During this year, CIEMAT‐PSA supported the development of a Green 

Certification Scheme  for  tourist  resorts. Our main work, however, was on  the publication of 

results from the evaluation of commercial modules of membrane distillation for decentralized, 

solar‐powered seawater desalination, and also its combination with solar oxidation techniques 

for wastewater  decontamination.  Also,  a  solar water  disinfection  system  for  a  stand‐alone 

application was designed, with the intention of replicating in Palawan’s ZCR demonstrator. 

 

107  

RED‐

Elect

 

Partic

(NL), 

CATA

Conta

Fund

Backg

Reve

salini

Objec

mate

elect

date.

regen

perfo

Achie

config

the  r

comb

was 

vacuu

 

 

Heat‐to‐Pow

ro‐Dialysis 

cipants: WIP

CIEMAT‐PS

ALUNYA (ES) 

act: Dr. Guill

ing agency: 

ground: The

rse Electrod

ty gradient i

ctives: The o

erials, compo

ricity  from  l

 The specific

neration pro

ormance. 

evements  in

guration for 

results  of  si

bining revers

built  at  PSA

um‐enhance

Figure 95. Pi

wer. Convers

P  (D)  (coord

SA  (ES),  UN

ermo Zarago

European Co

e concept is b

ialysis with 

s regenerate

overall objec

onents and k

ow‐grade he

c objective o

cess and the

n  2017:  CI

increased p

mulations,  w

se electrodia

A.  The MD  i

ed air‐gap co

lot‐plant for as

sion of Low 

inator), UNIV

IVERSITY  OF

oza, guillerm

ommission, H

based on the

artificial  sali

ed by a separ

ctive is to pro

now‐how fo

eat at highe

of CIEMAT‐P

e combinatio

EMAT‐PSA 

performance 

with  improv

lysis and me

s  based  on 

nfigurations.

sessment of co

Grade Heat

VERSITY OF 

F  EDINBURG

mo.zaragoza@

Horizon 2020

e generation

ine  solutions

ration step t

ove this revo

or bringing it 

er efficiencie

SA  is to sele

ons of salts a

has  evaluat

of membran

vements  bet

embrane dist

spiral‐woun

. 

ombined revers

t  to Power 

PALERMO  (

GH  (UK),  UN

@psa.es 

0 programm

n of electricit

s operating 

hat uses hea

olutionary co

to the level 

es and  lower

ect the most

nd solvents 

ted  a  nove

ne distillatio

tween  30‐40

tillation as a

nd modules 

e electrodialysi

through clos

IT), FUJIFILM

NIVERSITAT 

e 

ty from salin

in a closed‐

at at 40 – 100

oncept, deve

of a lab prot

r  costs  than 

 suitable tec

that can max

el  vacuum‐e

n. Laborator

0%.  Also,  th

 thermal reg

able  to wo

 

s and membran

sed  loop Re

M  (NL), REDS

POLITECNIC

nity gradient

loop. The or

0 °C. 

elop the nece

totype gene

ever achiev

chnologies fo

ximise the sy

enhanced  a

ry tests conf

he  pilot  plan

generation sy

ork  in  air‐ga

ne distillation 

everse 

STACK 

CA  DE 

using 

riginal 

essary 

rating 

ved  to 

or the 

ystem 

ir‐gap 

firmed 

nt  for 

ystem 

p  and 

 

108  

STAGE‐STE. Scientific and Technological Alliance for Guaranteeing the European Excellence in 

Concentrating Solar Thermal Energy – WP10: Solar Thermal Electricity + Desalination 

  

Participants: CIEMAT‐PSA (WP10 coordinator) (ES), FISE  (DE), ENEA (IT), CEA (FR), CYI (CY), 

LNEG (PT), CENER (ES), UEVORA (PT), UNIPA (IT), SENER (ES), HITTITE (TR), FBK (IT) 

 Contact: Dr. Diego‐César Alarcón‐Padilla (diego.alarcon@psa.es) 

 Funding agency: European Commission, IRP 7th FP 

 Background:  Combined  electricity  and  fresh  water  production  by means  of  solar  thermal 

concentrating  technologies  can  be  proposed  as  a  solution  in many  locations  of  the world 

where water scarcity usually coincides with the availability of high solar irradiation levels. 

 Objectives: The main objective of STAGE‐STE WP10 (STE+Desalination) is to answer the basic 

question  about  under which  conditions  a  solar  thermal  cogeneration  scheme  can  be more 

feasible than the separate production of power by a STE plant and the use of such power to 

run a desalination process. 

 Achievements  in  2017:  During  this  year  techno‐economic  analysis  of  the  different  CSP+D 

thermal  cogeneration  schemes  have  been  completed  and  the  results  have  been  compared 

with  the  independent  generation  of  electricity  and  fresh water  using  reverse  osmosis.  The 

results have shown that, except in geographic locations with extreme conditions for the use of 

membranes,  thermal desalination  technologies need  to  increase  their energy efficiency  and 

reduce their investment costs in order to be competitive. 

 

EFFERDESAL.  Subproject  title:  Efficient  energy  control  and management  of  solar  thermal 

desalination systems 

 

Participants: UAL (ES) (ENERPRO) , CIEMAT‐PSA (EFFERDESAL) 

Contacts: Dr. Diego‐César Alarcón‐Padilla, diego.alarcon@psa.es 

Funding  agency:  Ministerio  de  Economía  y  Competitividad,  Plan  Estatal.  I+D+i  2013‐2016 

orientada a los retos de la sociedad. 

Background: Due to  increasing demand ‐for energy and water, most countries are promoting 

the  efficient  use  of  these  resources  to  reduce  costs  and  increase  sustainability.  Generally, 

energy efficiency  is not only associated with  technological  improvements, but also with  the 

improvement of control and energy management. This is the main framework of this research 

project ENERPRO, which is a natural evolution of a previous project, POWER, where both UAL 

and CIEMAT‐PSA subprojects focused on heat/cooling and water management. 

Objectives: The main objectives of the subproject are: 

1. Dynamic modeling of solar‐gas hybrid desalination plants. 

2. Analysis of energy storage systems and auxiliary systems for energy cost reduction. 

 

109  

3. Design of simplified models for control purposes. 

4. Development of MPC strategies for desalination plants. 

5. Coupling of solar desalination plants to supply water to greenhouses and buildings. 

6. Testing of control algorithms both in simulation and in the real installations. 

  

Achievements in 2017: During this year, the following relevant results have been obtained: 

1. A  hierarchical  controller  has  been  tested  at  the  solar membrane  distillation  (SMD) 

facility  based  on  a model  predictive  controller  (MPC)  that  optimizes  the  operation 

under different criteria (distillate, specific thermal consumption and electrical costs). 

2. An MPC  hierarchical  controller  has  been  proposed  in  a  SMD  system  to  reduce  the 

specific thermal consumption assuring a distillate volume for greenhouse irrigation. 

3. Experimental  characterization  of  the  MED  unit  (performance  ratio  and  distillate 

production) at different operating points. 

4. Analysis  of  the  optimal  operating  conditions  of  a  MED  unit  and  a  double‐effect 

absorption heat pump under energetic and exergetic criteria. 

5. An experimental campaign at  the SMD  facility has been carried out  to  train a neural 

network and characterize SolarSpring’s membrane distillation modules. 

6. Development  of  a  dynamic  model  of  a  parabolic  trough  solar  field  of  small 

concentration ratio. 

7. Characterization of the apparent delay in a field of stationary flat plate collectors. 

8. Development of dynamic models for heat storage systems. 

 

REWACEM.  Resource  recovery  from  industrial  waste  water  by  cutting  edge  membrane 

technologies 

 

Participants: FRAUNHOFER INSTITUTE (coordinator) (DE), AEE INTEC (AT), BFI (DE), UNIPA (IT), 

CIEMAT‐PSA  (ES),  DEUTSCHE  EDELSTAHLWERKE  (DE),  SOLARSPRING  (DE),  AT&S  (AT), 

ELECTRONIQUEL (ES), DEUKUM (DE), AIZ (AT), USTUTT (DE), TECNOZINCO (IT), PSE (DE) 

 Contact: Dr. Guillermo Zaragoza (guillermo.zaragoza@psa.es) 

 Funding agency: European Commission, H2020 Program 

 Background: Production of metal goods brings, along with  the generation of a multitude of 

different wastewater streams as the ones from cooling circuits and gas cleaning, rinsing water 

and diluted pickling acids  from electroplating as well as washing water  from casting of  tools 

and  automotive  components.  The  high  demand  of  water,  often  needed  in  demineralized 

quality for rinsing or washing purposes, is already a problem for production sites in the semi‐

arid regions of Southern Europe. Additionally, metal processing consumes plenty of different 

process fluids  like acids, bases, and salts  leading to contaminated wastewater streams, which 

need disposal causing high costs and significant environmental impact in general. 

 Objectives: The main objective of REWACEM Project  is the application and demonstration of 

innovative and efficient water treatment technologies with the effect of a significant reduction 

 

110  

of water use, waste water production,  chemical  consumption and energy use  for  the metal 

production, processing and coating industries. The proposed approach is an integrated system 

comprising between one and two cutting edge membrane technologies (Diffusion Dialysis (DD) 

and Membrane Distillation (MD)) which is highly suitable for adaptation to the manifold metal 

processing  branches  using  low  grade  waste  heat  and  concentration  gradients  to  provide 

energy efficient waste water treatment and liquid stream recovery. 

 Achievements  in 2017: During  this year,  the pilot plant  for  its application  in  the production process  of  the  project  partner  ELECTRONIQUEL  was  designed.  It  will  recover  copper  and sulphuric  acid  from  their  copper  electroplating  line,  using  a  combination  of  membrane distillation and diffusion dialysis. The components of the plant were defined and agreed with all partners in order to use similar elements in the four pilot plants to be constructed. 

 

 

NESTER. Network for Excellence in Solar Thermal Energy Research 

 

Participants: CYI  (coordinator)  (CY), CIEMAT‐PSA  (ES), ENEA‐UTRINN (IT), CNRS‐PROMES  (FR), 

RWTH‐AACHEN (DE) 

 Contact: Dr. Diego Alarcón (diego.alarcon@psa.es) 

 Funding agency: European Commission, H2020 Program 

 Background:  The  geopolitical  placement  of  Cyprus  offers  excellent  opportunities  for 

cultivating  a  research  and  innovation  niche  in  solar  technologies.  At  the  same  time  the 

remoteness  of  the  corresponding  centres  of  Excellence  of  EU  is  a major  impediment.  The 

NESTER Project  strives  to enhance  the advantages and ameliorate  the disadvantages of  this 

geographical placement. 

 Objectives: The NESTER Project aims  in upgrading the scientific and  innovation performance 

of the Cyprus Institute (CyI) in the field of Solar‐Thermal Energy. The upgrade will be achieved 

by embedding the Institute’s activities in a network of excellence, which will provide access to 

the latest know‐how and facilities, train CyI’s scientific and technical personnel and link it with 

the European Industry. The substantial investments made/planned by CyI in infrastructure and 

personnel will  thus  become more  efficient  and  competitive  allowing  claim  to  international 

excellence. 

Achievements  in 2017: During this second year of the project the most remarkable activities 

have  been  the  collaboration  in  the  organization  of  winter  schools,  specific  workshops, 

secondments and mentoring visits. 

 

 

 

 

 

111  

4.3 U

 

 

 

5.SO 

5.1 IN

The m

for  p

applic

abou

25  ye

proje

the  F

scien

advan

Nowa

Instit

follow

S

t

a

A

UNIT STAFF P

OLARTREA

NTRODUCTIO

main objectiv

promoting  p

cations  but 

t solar photo

ears  of  rese

ects  related  t

FP4,  FP5,  FP

ces, chemica

nced  analyt

adays,  sever

utes  and Un

wing, cross‐li

Solar photoc

the removal 

and PHOTOC

Action. 

HOTO 

ATMENTOF

ON  

ve of the Res

photochemic

also  for  che

ochemical sy

earch  activity

to  the deve

P6,  FP7  EU  a

al engineerin

tical  techniq

ral  R&D  pro

niversities.  T

inked with th

catalytic and

of pollutant

CAT network

Figure 96. M

FWATERU

search Unit o

cal  processe

emical  synth

ystems and p

y.  The  grou

lopment of 

and H2020  p

ng, chemistry

ques  for  th

ojects  are  ru

The  research

he projects a

photochem

ts of emergin

ks, WATER4C

Members of th

UNIT

of Solar Trea

es,  mainly  in

hesis  and  pr

processes at 

p  has  been 

solar photo

program, wi

y and microb

he  evaluatio

unning  in  c

h  activities  a

and network

ical processe

ng concern a

CROP projec

e UDeS Unit 

atment of W

n  water  for

roduction  of

pilot and pr

involved  in

catalytic wa

thin  the  top

biology. We a

on  of  adva

ollaboration

already  cons

s summarise

es as tertiary

and microorg

ct and AQUA

ater is the u

r  treatment 

f  photo‐fuels

e‐industrial 

n  almost  all 

ter  treatme

pics  of  envir

are also pion

anced  oxida

  with  differ

solidated  by 

ed in the follo

y treatment 

ganisms, rela

ALITY Marie 

 

use of solar e

  and  purific

s. Our  know

scale is back

the  interna

nt plants  th

ronment, ma

neers in the 

ation  treatm

rent  Interna

this  unit  ar

owing pages

of wastewat

ated with NE

Skłodowska

energy 

cation 

wledge 

ked by 

ational 

rough 

aterial 

use of 

ments. 

ational 

re  the 

s:  

ter for 

EREUS 

‐Curie 

 

112  

Solar photochemical processes  for  the  remediation of  industrial wastewaters containing 

biorecalcitrant  compounds  (pharmaceuticals,  pesticides,  landfill  leachates,  textile  and 

wine industry), related with TRICERATOPS project. 

Integration  of  Advanced Oxidation  Processes with  other water  treatment  technologies 

(NF/UF; Ozone, Bioprocesses,  etc.)  for  improving  efficiency  and  reducing  costs,  related 

with TRICERATOPS project and AQUALITY Marie Skłodowska‐Curie Action. 

Evaluating photocatalytic efficiency of new materials under  solar  light  in pilot  reactors, 

related with FOTOFUEL network and HIDROPILSOL project. 

Photocatalytic and photochemical processes  for water disinfection  in different scenarios 

(different wastewaters  and  drinking water  including  resistant  pathogens),  related with 

WATERSPOUTT project and ALICE Marie Skłodowska‐Curie Action.  

Pilot solar photo‐reactors for production of hydrogen and other photo‐fuels, related with 

FOTOFUEL network and HIDROPILSOL project. 

 5.2 PROJECTS 

 FOTOFUEL. New Challenges in Solar Fuels production 

Participants:  IMDEA  Energía  (Coord.),  CIEMAT‐PSA,  ICP‐CSIC,  UPV‐CSIC  (ITQ),  IMDEA 

Materiales,  Institut Catala de  Investigacio Quimica,  Laboratorio de  Luz de  Sincrotrón  (ALBA‐

CELLS), UB, UJI, Instituto de Investigación en Energía de Cataluña (IREC) 

Contacts: Dr. S. Malato Rodriguez; sixto.malato@psa.es 

Funding  agency:  Spanish Ministry  of  Economy  and  Competitiveness, Network  of  Excellence 

(Reference ENE2016‐82025‐REDT) 

Background:  According  to  the  IEA  report  from  the  COP21 meeting,  it will  be  necessary  to 

reduce  emissions by 40‐70 %  in order  to  limit  the  global  temperature  increase  to 2ºC with 

respect  to  preindustrial  values.  This  will  imply  an  investment  of  13.5 trillion  $  in  energy 

efficiency  and  low  carbon  technologies.  In  this  frame,  solar  fuels, produced  from  abundant 

feedstocks  (CO2, H2O)  and  using  sunlight  as  renewable  source,  represent  one  of  the most 

promising alternatives to fossil ones. 

Objectives: The goal of FOTOFUEL is to significantly advance the development of materials and 

devices  for  efficient  solar  fuels  production.  With  that  purpose,  synergies  and  network 

collaboration will be promoted among the main research groups in this field, providing them, 

at the same time, with a platform for international exposure. 

Results in 2017: Network of excellence. The scientific program involves four research lines: (i) 

Design  and  synthesis of  advanced multifunctional materials,  (ii) Development of  theoretical 

and experimental characterisation tools, (iii) Design and set‐up of efficient photoreactors and 

devices  and  (iv)  Process  viability  and  standardisation.  Former  FOTOFUEL network  (2015‐16) 

meant  the  ideal  frame  in order  to exploit existing  links and promote new ones. The present 

network  intends  to  settle  and  reinforce  such  cooperation  and  to  place  the Network  in  the 

international  scene,  creating  the  seed  for  a  future  European  network  on  solar  fuels.  See: 

http://fotofuel.org/ 

 

113  

FOTOCAT. New  photocatalytic materials  and  reactors  for  removal  of micropollutants  and 

pathogens 

 

Participants:  Universitat  Rovira  i  Virgili–URV  (Coord.),  PSA‐CIEMAT,  UEX,  URL,  UAL/CIESOL, ICRA, UPV, URJC 

Contacts: Dr. M. Ignacio Maldonado; mignacio.maldonado@psa.es 

Funding  agency:  Spanish Ministry  of  Economy  and  Competitiveness, Network  of  Excellence (Reference CTM2015‐71054‐REDT) 

Background: To achieve a sustainable use of water  resources,  it  is necessary  to  increase  the volume  of  reclaimed water.  To  obtain  an  effluent  of  suitable  quality  for  the  different  uses permitted  for  reclaimed  water  it  is  necessary  to  reduce  the  content  of  pathogens  and persistent  organic  pollutants.  This  could  be  achieved  through  the  proper  development  of photocatalytic processes. 

Objectives:  The  aim  of  the  FOTOCAT  network  is  to  achieve  a  significant  progress  in  the development of materials and photocatalytic reaction systems for the treatment and reuse of wastewater. The research groups that comprise the FOTOCAT network have altogether a wide experience  in  the  synthesis  of  new  catalytic  materials,  photocatalytic  reactor  design  and implementation of these processes for the treatment and reuse of wastewater, allowing them to face the challenges identified for their industrial application. The various actions planned to be  undertaken  will  contribute  to  the  training  of  new  researchers  in  the  application  of photocatalytic processes for water treatment and reuse and the need for its sustainable use. 

Results in 2017: Network of excellence. The work is based on scientific collaboration and joint implementation  of  a  work  program  based  on  cutting‐edge  research,  information, dissemination and communication and technology transfer. Along 2017 two short stays within the  funding  of  FOTOCAT  have  been  carried  out.  First, Dra.  Inmaculada  Polo  from  the  Solar Water  Treatment  of  Unit  at  CIEMAT‐PSA  spent  two  weeks  (from  the  11th  to  the  22nd  of September 2017) in the Universidad Rey Juan Carlos, collaborating with Dr. Javier Marugán in the  analysis  and  discussion  of  previously  obtained  results  in  other  scientific  and  technical activities  carried out within other common projects. Secondly,  the  researcher Sandra Yurani Toledo, from the Universiad Rovira  I Virgili, came from the 9th to the 27th of October 2017 to the PSA  for  training activities  in  the operation and control of  the hydrogen generation pilot plant available at the facilities of the Solar Treatment of Water Unit. See: http://fotocat.es/ 

 

 

NEREUS. New and emerging challenges and opportunities in wastewater reuse 

Participants:  336  participants  from  40  countries  (EU  and  associated  countries).  NIREAS‐International Water  Research  Center  (Cyprus),  coord.  CIEMAT‐PSA  is member  of managing committee and co‐coordinates Working Group 4. 

Contacts: Dr. S. Malato Rodriguez; sixto.malato@psa.es 

Funding  agency:  European  Cooperation  in  Science  and  Technology,  H2020‐  Cost  Action (ES1403) 

Background:  Treated  urban  wastewater  is  currently  widely  reused  to  compensate  for dwindling water supplies, as it is considered to be a reliable alternative water source. Several 

 

114  

knowledge  gaps  associated with wastewater  reuse  still  exist,  including:  (a)  accumulation  of metals/elements  in  the  soil  and  their  subsequent  uptake  by  plants  and  crops,  (b)  fate  of organic microcontaminants in downstream environments, and (c) epidemiological potential of antibiotic  resistant  bacteria  and/or  resistance  genes  (ARB&ARG)  discharged  from  treated effluent.  Contamination  of  the  environment,  the  food  chain,  drinking  water,  etc  with ARB&ARG is presently considered to be a serious public health problem. 

Objectives:  The Action  intends  to  (i)  deliver  best‐practice  recommendations  to wastewater reuse in irrigation, (ii) develop uniform means for assessing wastewater quality with respect to contaminants  of  emerging  concern  and  also  ARB&ARG,  (iii)  establish  specifications  for technologies able  to produce wastewater with minimal  levels of such contaminants, and  (iv) compile valid and reliable information to be used in regulatory frameworks.  

Results  in 2017: The work  is based on scientific collaboration and  joint  implementation of a work program. Two meetings (in Patras and Vienne) have been organised. WG 4 (coordinated by PSA) has organised a Summer School in Porto and has recently finished all the deliverables related with  its activity. From such deliverables as reference, two different review papers are in progress to be published in high IF journals. See http://www.nereus‐cost.eu/ 

 

 

WATER4CROP. Reducing  the water  cycle  demand  in  vegetables  process  industry  by  novel water treatment: reuse for vegetables washing and agricultural reuse 

 

Participants: CIEMAT‐PSA; Universidad Rey Juan Carlos (coordinator). 

Contacts: Dr. M. Inmaculada Polo López, inmaculada.polo@psa.es 

Funding  agency:  Spanish  Ministry  of  Economy  and  Competitiveness  (Reference  CTQ2014‐54563‐C3‐3‐R). 

Background:  To  explore  different  ways  to  save  fresh  water,  like  the  reuse  of  industrial wastewater  effluents  for  agriculture  but  they  should  be  previously  treated.  Advanced Oxidation  Processes  have  demonstrated  to  be  a  promising  treatment  to  enhance  the wastewater  effluents  quality,  reducing  the  presence  of  emerging  pollutants  (chemical  and biological) to regulated limits (RD 1620/2007). 

Objectives:  The main  objective  is  the  assessment  of  several  Advanced Oxidation  Processes (O3/H2O2,  solar  photo‐Fenton,  H2O2/solar  radiation)  for  the  treatment  of  fresh‐cut  industry wastewater  (FCWW)  contaminated  with  E.  coli  O157:H7,  Salmonella  and  a  cocktail  of pesticides in pilot reactors and further reuse for raw‐eaten crops irrigation in an experimental greenhouse.  

Results in 2017: i) Study of the optical and energy limitations between solar photons and H2O2 over the inactivation of E. coli and Salmonella enteritidis under controlled conditions in a solar simulator and using synthetic fresh‐cut WW. The influence of UVA irradiance (10–50 W/m2) on the  inactivation  of  both  pathogens  at  several H2O2  concentrations was  investigated  (Figure 95.a).  ii) The capability of a commercial  iron  fertilizer commonly employed  to  remediate  the iron  chlorosis  in  agriculture  has  been  investigated  as  alternative  source  of  iron  for  photo‐Fenton  processes.  Inactivation  rates  were  compared  with  other  solar  processes;  iii) Assessment of the simultaneous degradation of pesticides and inactivation of both bacteria at pilot scale by several Advanced Oxidation Processes: ozonation and solar process (H2O2/Solar and photo‐Fenton) within a flow 60L‐CPC solar reactor (Figure 95.b). iv) Finally, the assessment 

 

115  

of thcondnegat1.5 aand  acontr

 

 

 

 

Figureat sedisin

 

 

 

 

 

e chemical aucted  in  irrigtive control)nd 3 monthanalysed  usrolled condit

e 97. a) S. entereveral solar UVfection and dec

0101

102

103

104

105

106

DL

S.e

nte

riti

dis

(C

FU

/mL

)

0 5101

102

103

104

105

106

DL

S.e

nte

riti

dis

(C

FU

/mL

)

and microbiogated crops and syntheths of growthing  differenttions of temp

   

ritidis abatemeVA irradiances ucontamination 

5 10 15 20

t

5 10 15 20 2

t (m

ological  fate. Lettuce antic fresh‐cut and  regulart  analytical perature and

nt by solar phonder controlledassays of synth

CPC rea

25 30 35 40

(min)

Solar photo-inac

10 W

20 W

30 W

40 W

50 W

25 30 35 40

H2O

2/ h (10 m

10 W/m2

20 W/m2

30 W/m2

40 W/m2

50 W/m2

min)

e of the pollud  radish croWW polluter  irrigation, techniques.d humidity (F

oto‐inactivationd conditions. b)hetic fresh‐cut Wactor and crop 

45 50

ctivation

W/m2

W/m2

W/m2

W/m2

W/m2

0101

102

103

104

105

106

S.e

nte

riti

dis

(C

FU

/mL

)

45 50

mg/L)

0101

102

103

104

105

106

D

S.e

nte

riti

dis

(C

FU

/mL

)

utants  investops were  irried with both leaves, prodCrops  culti

Figure 95.b). 

  

 and H2O2/sola) Pilot plants loWW, from left tcamera. 

5 10 15 20

DL

5 10 15 20

DL

tigated  in  thgated with mbacteria and

ducts and sovation was  

r with 5 mg/L, 1cated at PSA fato right: ozonat

0 25 30 35 4

H2O

2/ h

10 W

20 W

30 W

40 W

50 W

t (min)

25 30 35 40

H2O

2/ h

10 W

20 W

30 W

40 W

50 W

t (min)

his work hasmineral watd pesticides.oil were harvconducted 

a)

  

10 mg/L and 20acilities and usetion pilot plant,

40 45 50

(5 mg/L)

W/m2

W/m2

W/m2

W/m2

W/m2

0 45 50

(20 mg/L)

W/m2

W/m2

W/m2

W/m2

W/m2

 been ter  (as . After vested under 

b) 

0 mg/L ed for , solar 

 

116  

WAT

 

ParticMalaMakeUniveDelft;(coor

Conta

FundWATE

Backgrural energlimita

ObjectechnCIEM125 li

Resuconcedrivewatesolar The  amicrocoli, synthhigherecircSouthdiam200 http:/

ERSPOUTT. W

cipants: CIEMwi; Ecole Poerere Univerersity; Buckin;  Universidardinator).  

acts: Dr. M. 

ing  agencyER‐2015‐two

ground: In 2areas. Solargy to inactivations are sti

ctives:  To  innologies  pro

MAT objectiveiters/day. Th

lts  in  2017epts of SODn  by  solar  hr recirculatiowater disinfassessment obial consortEnterococcuhetic rainwater  inactivatioculation (Figh Africa) haveters and  tomm  (3  tu//www.wate

Water Susta

MAT‐PSA; Unolytechniquesity; Stellenbnghamshire ad  de  Sant

Inmaculada 

:  European o‐stage. 

015 nearly 6r water disinate pathogeill affecting t

ncrease  the oviding  largee is to develohe final react

:  Several  phIS‐reactor hheating  (T  raon as opposfection efficiof  the  solatium of wateus, phage MSter formula aon  rate  weure 96.b). Bve been built otal number bes)  for  90erspoutt.eu/

ainable Point

niversidad Re Federale debosch UniveNew Universtiago  de  Co

Polo López, 

Commision

660 million pnfection  (SOns in water he efficiency

user  uptaker  volumes  (op new reactor will be ev

hysical  paraave been asange  25‐55 ite to static iency (CPC‐tyr  reactor  haerborne pathS2, Salmoneadapted fromre  obtainedased on thesby Ecosysteof  tubes we0  and  140 

t of Use Trea

ey Juan Carle Lausanne, rsity; Ecosyssity; Helioz gompostela; 

inmaculada.

n.  Horizon 

people remaiODIS)  is a hostored in tray and accept

e  of  SODIS (≥20L)  of  trectors for disivaluated in S

ameters  affessessed,  i.e, ºC),  air  injebatch systeype versus Uas  been  teshogens comella, Pseudomm literature. d  with  U‐typse results, 4em S.A. and tere used  in 0  L  reactor

a

 

atment Tech

os; UniversitNational Unstem Environgmbh; DublinRoyal  Colle

polo@psa.e

2020.  H202

in without acousehold watansparent cotability of thi

by  bringing eated waternfection of houth Africa a

ecting  SODISthe  influenc

ection  (usingms, and the U‐type Alumited  under  cmonly presemonas and CBest operatpe  mirror,  w4 field protottested at PSAthose proto,  respective

a)

hnologies 

ty of Strathclniversity of  Irnmental Servn City Univerege  of  Surg

s 

20‐WATER‐2

ccess to safeter  treatmenontainers. Nes process by

to market  n  per  day  in harvested raand Uganda.

S  efficiency ce of mild‐hg  air  spargerinfluence ofinum reflectcontrolled  coent  in harvesCryptosporidional conditiwithout  air types (2 for A facilities.  Ttypes, 100 mely  (figure 

lyde; Universreland Maynvices S.A.; Mrsity; Stichtingeons  in  Ir

2014‐2015/H

e drinking want  that usesevertheless, y users. 

novel  solar   each  houseainwater pro.  

in  the  twoeat  temperars  in  the  reaf mirror shators) (Figure onditions  ussted rainwatdium) and uions found fsparging  anUganda andTwo differentmm  (6  tubes96.d).  See 

sity of nooth, ekelle ng IHE reland 

2020‐

ater in s  solar some 

based ehold. viding 

o  new atures actor), pe on 96.a). sing  a ter (E. sing a or the nd  no d 2 for t tube s) and also: 

b) 

 

117  

Figuredisinf

o

 

HIDR

produ

Partic

Conta

Fund4710

Backgheterwaste

Objechydroperfo

ResuNaBHcatalysurfahydrodonoinflueobtaisolutshow[Cu/Tappe

 

e 98. a) Imagen fection of synthoperational con

ROPILSOL.  Fu

uction with 

cipants: CIEM

acts: Dr. M. 

ing  agency:3‐R) 

ground:  Throgeneous pewater conta

ctives:  (i) Toogen generaorm mechani

lts in 2016: AH4 onto  the yst, that shoce area, andogen  in a  soor aqueous soent)  have  bned  using ions have p

ws best H2 prTiO2]=0.2 g∙Lars attached

of SODIS‐basedhetic rainwater.nditions. c) 90L

undamental 

simultaneou

MAT‐PSA 

Ignacio Mald

  Spanish  M

e  present photocatalytiaining organ

o determine tion; (ii) To cistic studies 

A Cu/TiO2 phsurface of aows a clearlyd contains Cuolar driven polutions (mebeen  tested more  expenrovided  the roductions  f‐1. The accumd to each colu

d prototype rem. b) Inactivationsolar reactor fo

and  solar  p

us removal o

donado; mig

Ministry  of  E

project  is ic processes ic contamina

the semiconcarry out theof the proce

hotocatalyst a  sulphate py defined anau2O and CuOpilot plant  scethanol, glyceshowing  si

nsive  noble best  reactiv

for  the diffemulated solaumn.   

c)          

marking the phn of E. coli obtaor and d) 140L 

pilot plant  s

of water poll

nacio.maldo

conomy  and

intended  tofor  the proants, at pre‐

nductor "come scale‐up fress. 

has been sypretreated Tiatase phaseO deposited cale photocaerol, and a remilar  or  evmetal  base

ve environmrent  sacrificar energy (kJ

ysical parameteined in the SODsolar reactor fo

scale  studies

lutants   

onado@psa.e

d  Competiti

o  deepen  iduction of hindustrial so

mposite"  tharom laborato

nthesised byiO2 obtainedwith high con  its surfacatalytic  reacteal municipaven  higher  eed  photocatments  for hydial electron ∙L‐1) associat

  d

ers that will be DIS‐based protoor South Africa 

s  of photoca

es 

veness  (Ref

nto  the  knhydrogen galar pilot plan

at yields a  laory to solar p

y reducing a d by a  sol‐gerystallinity ace, has beentor at PSA. Dal wastewateenergy  effictalytic  systedrogen  genedonors and ted to each e

d) 

 assessed durinotype under difat PSA facilities

atalytic hyd

ference  CTQ

nowledge  os  from watent scale. 

arger efficienpilot plant; (i

Cu precursoel procedureand relativelyn used to proDifferent eleer treatmentiency  than ems.  The  glyeration.  FigupH values  t

energy produ

ng solar fferent s. 

rogen 

Q2013‐

of  the er and 

ncy of iii)  To 

r with e. The y high oduce ectron t plant those ycerol ure 97 tested uction 

 

118  

FigureThe

 

 

TRICElistedDirec

 

ParticInves

Conta

Fund6983

Backgoperaprojeby EU

Objecin  waprocewastesolar 

Resucomppentausingthe  s

e 99. Best H2 pre accumulated 

ERATOPS.  Ed  in  2013/3ctive   

cipants: CIEMstigación de A

acts: Dr. S. M

ing  agency:2‐C4‐1‐R) 

ground:  Thational proceect will focusU or already 

ctives: (ii) Elastewaters esses  for  thewater  valoirradiation a

lts  in  2017plementary achloropheng poliphenolsstability  of  i

roductions for tsolar energy (k

fficient  tech39/EC  Direct

MAT‐PSA, UAgua (ICRA) 

Malato Rodri

  Spanish  M

he  initial  hedures and ds water contidentified as

imination byand  listed  ihe  eliminatiorization  for and LEDs; (v)

7:  CIEMAT‐to  the  wo

nol and diclos from cork iron  using  o

the different sakJ∙L‐1) associated

hnologies  fotive  or  sign

PV (Escuela 

guez; sixto.m

Ministry  of  E

hypothesis different wataining micros risk substan

y novel technn  EU  legislaon  of  contaelimination ) Integration 

PSA  tasks rk  done  in fenac) have boiling wastolive  mill  wa

acrificial electrod to each energ

or  removal nificant  risk

politécnica S

malato@psa.

conomy  and

focuses  difys of combinocontaminannces for wate

nologies of pation;  (ii)  Praminants  reof MCs;  (iv)of nanofiltra

in  this  pr2016.  Selebeen treatetewater  (CBWastewater.  I

on donors and pgy production a

of  contami  substances

Superior de 

.es 

d  Competiti

fferent  advning them fonts  (MCs) of er. 

priority or emropose  photecalcitrant  to) Design of ation proces

roject  have ected  MCs ed by photo‐W) as Fe‐comIt  has  been 

pH values testeappears attache

nants  of  ems  according 

Alcoy), Instit

veness  (Ref

anced  oxidor wastewateimportant c

merging contoreductive o  oxidation;new photoress and nove

been  a  c(Terbutryn, ‐Fenton procmplexing ageapplied  an 

 ed [Cu/TiO2]=0.2ed to each colu

merging  conto  2008/1

tuto Catalán

ference  CTQ

dation  procer treatmenconcern  iden

ncern MCs prelectron  tra;  (iii)  Wastereactors basel AOPs. 

continuationchlorfenvin

cess at neutents and stu  Omics  app

2 g∙L‐1. mn. 

ncern, 05/EC 

n de la 

Q2015‐

esses, t. The ntified 

resent ansfer e  and ed  on 

n  and nphos, ral pH udying proach 

 

119  

(metatreatMicroobsermetamicroCBW.the  tphotohttp:/

 

Figure

 ALICE

 

ParticBelfaChanUnive

Conta

Fund

Backghighegrey greatwaste

Objecchallebarrie

abolomics  ament)  to  thobiological rvation,  cugenomics) hobial popula. The new ozreatment ofo‐electro‐Fe//www.psa.e

e 100. Photo‐el

E. Accelerate

cipants:  Unist,  Dublin  Cge, CIEMAT‐ersity of Cyp

acts: Dra. Isa

ing agency: 

ground:  Theer  risk of  floinfrastructu

ter  recyclingewater facili

ctives:  Acceenges arisingers  for  their

approach  tohe  detectiontechniques 

ulture‐based have been  cation from cozonation reaf Terbutryn, nton  pies/es/projec

lectro‐Fenton p

e Innovation

iversity  of  UCity  Universi‐PSA, GDW Erus, Militos S

abel Oller; isa

H2020‐ Mar

e  coming  deoding and oures,  implemg  and  reuseties.  

lerate  innovg from climar  implement

o  analysis  o  of  persistebased  on studies  w

arried out  inonventional actor connecchlorfenvinilot  placts/triceratop

pilot plant (4 ele

n in Urban W

Ulster,  Nothity,  DioenerESAMUR, UnSymvouleuti

abel.oller@p

ie Skłodowsk

cades  are  liother areas ementing  incre  will  pose 

vation  in  urbate change. Ttation.  The  a

of  LC‐HRMS ent  transform

the  combwith  qPCRn order  to  sWWTP activcted to a 70‐phos, pentant  (seeps/index.php

ectro cells comproject. 

Wastewater M

ern  Ireland rgy  Ltd.,  Asoiversita Degki A.E. 

psa.es 

ka‐Curie Act

ikely  to  see exposed  to hreased  efflua  challenge

ban wastewThe project waim will  be 

data  acqumation  prodbination  of R  and  mictudy  the advated sludge‐mm CPC phachlorophenoe  figurep 

bined with a so

Managemen

Water  Litdociación  BC3li Studi di M

ion (RISE) (G

some  geogrhigher  risks uent  treatme  in  terms 

water managwill identify achieved  th

ired  before ducts  during simple  op

crobial  genaptation pro when the sotoreactor hol  and diclof

98).

olar CPC) for tes

t for Climate

.,  The  Quee3  Basque  Ceacerata, REI

A 734560) 

raphical  areaof droughts.ent  includinof  financial 

ement  to  adsolutions anhrough  seco

e  and  after g  CBW  treatptical  micronomics  (apocess  followsystem  is fedhas been usefenac.  Start‐

See 

sting in TRICERA

e Change 

en´s  Universentre  for  ClNN Srl., Aset

as  experienc. More greeng  cooling  a  sustainabil

ddress  the  fnd seek to rendments  an

CBW ment. oscopy plying 

wed by d with ed for ‐up of also: 

ATOPS 

sity  of imate t spa., 

cing  a n and and  a ity  of 

future emove nd  the 

 

120  

transamon

ResuALICECompCentrsolar electbacte4 relathroumoniand antibprocecondBoba

 

Figurand HTotal 

 

 

AQUAconta

 

ParticAmedInternIoann

Conta

sfer  of  knowng the partne

lts in 2017: E MCSA frompany and in tre). The secowater disinfrodes  by  useria such as Eated to reclaugh  2017.  Ittoring selectpossible  m

biotic  resistaesses  for  UWucted  using r (Almeria, S

e 101. UWW diH2O2/solar) procoliforms inact

ALITY.  Interaminants of 

cipants: Unideo  Avogadnational  A/Sninon, Unive

acts: Dra. Isa

wledge,  creaters involved.

CIEMAT‐PSAm the 4th of Sthe Universitondment wafection. The sing  a UV‐B E.Coli, Salmoaimed wastewt  must  be ted emerginetabolites  tnt E. coli anWW  disinfecfreshly  coll

Spain).    See 

isinfection by socesses under nivation profiles

rdisciplinar  cemerging co

iversita Degldro,  CNRS, S,  Societá  Mrsidad Polite

abel Oller; isa

ting  an  effec. 

A completed September toty of Ulster (s carried outefficiency oflamp was  eonella and E.water reuse highlighted ng contaminatransfer  intond E.  faecalisction  has  beected  UWWalso: https:/

olar photocatanatural sunlight s against cumula

cross‐sectoraoncern from 

li  Studi  di  ToEcole  PolytMetropolitanecnica de Val

abel.oller@p

ctive  interdi

the first seco the 6th of D(in the Nanott by an ESR if a lab scale evaluated  fo faecalis. In aand resourcthe  develoants  (carbamo  crops  afts  strains.  In een  conductW  from  the //www.alice‐

lytic (photo‐Fe within CPC reaative solar UV dtreated (QUV).

al  approach water 

orino, Univetechnique, na  Axque  Tlencia. 

psa.es 

isciplinary  an

condment scDecember 20technology an the topic ophoto‐elect

or  the  eliminaddition, CIEce recovery, pment  of  amazepine,  fluter  irrigationaddition,  thted  at  PSA secondary  e‐wastewater

nton) and photactor: a)E. faecadose delivered  

h  to  effectiv

ersita Degli  SKaradeniz  TTorino  S.p.A

nd  inter‐sec

cheduled in t017 in Northand Integrateof photo‐electro‐chemical nation  of  anEMAT‐PSA asreported theadvanced  anumequine ann.  Pathogene capability (figure  99). effluent  of  tr‐project.eu/

ochemical (solaalis b) Salmonelby unit of time

vely  address

Studi  del  PieTeknik  Unive.,  CIEMAT‐P

ctoral  coope

the Annex I ern Ireland Wed Bioenginectro‐chemica reactor withntibiotics  ress the leader e results obtnalytical  toond  thiabendns  selected of different    This  studythe  UWWTP/ 

 ar photo‐inactivlla sp c) E. coli ae and volume of

s  the  remov

emonte Orieersitesi,  LIQPSA,  Panepis

ration 

of the Water eering al and h TiO2 sistant of WP tained ols  for azole) were 

t  solar y  was   of  El 

vation and d) f water 

val  of 

entale QTECH stimio 

 

121  

Fund

Backgdifferenhawate

ObjecTrainpotenresoutechn

Resu

were

the  f

2017 

Based

ESRs 

Nove

https

 

5.4 U

 

 

 

 

 

 

ing agency: 

ground:  Therent  levels onced water r pollution a

ctives:  AQUing  Networntial  to  faceurces  from  Cnologies mor

lts  in  2017: 

 carried out.

irst Worksho

held by Dr.

d Learning in

that  should

ember 2017 

s://www.aqu

UNIT STAFF P

H2020‐ Mar

e  complex  cof action, whtreatment  tnd the corre

UAlity  is  a k  aiming  toe  the  preseContaminantre effective t

AQUALITY  t

. The kick of 

op on PhD  s

. Pia Bogelu

n Engineerin

d  be  incorpo

and was pu

uality‐etn.eu/

HOTO 

ie Skłodowsk

challenges  ohich  include ttechnologiesect managem

multidisciplio  generate ent  and  fututs  of  Emergthan convent

training  netw

meeting too

supervision  t

nd  form  the

g Science an

orated  at  th

blished  in EU

/ 

ka‐Curie Act

of  the  produthe synthesis,  the  implemment of the p

nary,  interdand  promoure  challengging  Concerntional adsorp

work  started

ok place in T

took place a

e University 

nd Sustainab

e  Solar  Trea

URAXESS we

ion (ITN) (GA

uction  of  sais of green mmentation opresent wate

disciplinary te  15  highlges  concernn  and  to  deption and bio

d  in Octobe

urin the 25th

also  in Turin 

of Alalborg,

bility. The rec

atment  of W

ebsite. For m

A 765860) 

fe  and  cleamaterials, thef effective  leer treatment 

and  cross‐sey  skilled  scing  the  proevelop  innovological treat

r  2017  so  oh of October 

the 23rd an

UNESCO Ce

cruitment pr

Water Unit  a

more details 

an  water  reqe developmeegal  tools afacilities.  

ectoral  Eurocientists  witotection  of vative  purifictments. 

only  few  act

2017. In add

d 24th of Oc

entre  for Pro

rocess for th

at  PSA  starte

visit  the we

quires ent of gainst 

opean h  the water cation 

tivities 

dition, 

ctober 

oblem 

e two 

ed  on 

ebsite: 

 

 

122  

6.HORIZONTALR&DACTIVITIES 

6.1 STAGE‐STE 

Work Package 8: Materials for Solar Receivers and STE Components 

Participants: CIEMAT, DLR, CNRS, FISE, ENEA, CEA, LNEG, CNR, CENER, TECN, CRAN, TKN, IST‐

ID, SENER, HITIT, SCHOTT, ASE, ASNT, COBRA.  

Contacts: Gema  San  Vicente  (gema.sanvicente@ciemat.es,  Task  8.2.4);  Aránzazu  Fernández 

García (arantxa.fernandez@psa.es, Tasks 8.1 and 8.3); Antonio Avila (Antonio.avila@ciemat.es, 

Task 8.2.6)   

Funding agency: EU‐7FP‐ENERGY‐2013. 

Background: Research has been conducted  towards developing a durability  testing guideline 

for solar reflectors to predict material failure in advance. By and large, the study of new solar 

receiver  designs  is  a  required  investigation  due  to  the  need  to  improve  their  thermal 

performance  at  high  temperatures.  In  addition,  it  has  appeared  several  methods  for  the 

measurement of parameters in linear receivers and it is necessary to validate them. 

Objectives: CIEMAT’s participation is focused on: i) developing methods of accelerated ageing 

for  reflectors  that  provide  estimations  of  degradation  over  lifetime;  ii)  comparing  the 

procedures  used  to  perform  optical  measurements  of  absorptance,  emittance  and 

transmittance  on  tubular  samples  of  line  focusing  receivers;  iii)  analysing  the  suitability  of 

enhanced  materials  for  high  temperature  applications;  iv)  investigating  the  occurrence  of 

abrasion under desert conditions and simulate it under laboratory conditions. 

Results in 2017: Concerning the topic related to the development of a guideline for durability 

testing of  typical silvered‐glass solar reflectors  (Task 8.1), a  round  robin  test  to compare  the 

accelerated aging tests according to the new UNE standard among the participating partners 

(CEA, CENER, CIEMAT/DLR,  LNEG and TECNALIA) was  totally accomplished. According  to  the 

results  obtained,  the  average  standard  deviation  among  the  five  laboratories  regarding  the 

hemispherical and specular  reflectance  losses  is  in  the order of 0.2% and 0.3%,  respectively. 

The average  standard deviation of  the maximum non‐protected edge corrosion penetration, 

the number of corrosion spots per dm² (>200µm) and the number of bubbles per dm²  in the 

paint layer was 0.19 cm, 5 corrosion spots and 11 bubbles, respectively. These deviation values 

are  in  the same order of  the average value, and  therefore  the methodology used should be 

improved.    Also,  several  reflectors  that  have  been  exposed  outdoors  in  commercial  plants 

were  analysed  by  CIEMAT/DLR  to  identify  the  reflectance  decay  and  the  degradation 

mechanisms appearing during operation. 

Regarding to task 8.2.4, a Round Robin Test which compares the procedures used to perform 

optical measurements of absorptance, emittance and transmittance on tubular samples of line 

focusing  receivers  has  been  performed.  The  participating  laboratories  were  CENER,  DLR, 

CIEMAT, LNEG and CEA. The results have shown that the equipment and procedures used by 

the  5  labs  to  obtain  the  optical measurements  performed  in  solar wavelength  range  (solar 

 

123  

trans

Differ

were

are a

the  m

neces

comp

 

 

Fig. 1

 

In WP

using

consi

of th

teste

Pyrom

partic

Fig.  9

optic

befor

It is c

requi

the  in

with 

smittance  an

rences in va

 obtained by

almost twice 

measuremen

ssary to stud

parable data

  (a

102.  Samples te

P 8.2.6, the 

g a  low‐cost 

sting of alum

e project, fo

d  in  three  d

mark  2500  a

cles. 

99  shows  th

al condition

re and after t

concluded th

ired efficienc

nfluence of 

better result

nd  solar  abs

lues equal o

y the labs in 

the value o

nts,  no  com

dy deeply th

. 

a)                   

ested in Round spot localized 

main objecti

material and

mina pebble

our optimal c

different  opt

and,  3)  Coa

he  thermal  c

s; moreover

the tests. 

hat the differ

cies for pow

the spinel b

ts than Pyrom

sorptance)  in

or lower than

thermal em

obtained for 

mparable  re

he testing pr

            

                      

Robin Test of oduring the roun

ive is the de

d a simple m

es with  impro

configuratio

tical  conditio

ted with  CIE

comparison 

r, Fig. 100 p

rent configur

er tower tec

based coating

mark coating

n  curve  sam

n 1% were o

ittance value

other  lab. E

sults  were 

rocedures us

                     

optical measurend robin test of

sign and tes

manufacturin

oved absorp

ns were the

ons:  1) with

EMAT‐PSA  d

of  the  diffe

resents  the 

rations of alu

chnology, ev

g  in  the per

g at almost a

mples,  gave 

obtained. Ho

es. 2 labs ob

Even using th

obtained.  T

sed by the  la

                (b)

ements (Task 8f solar reflector

ting of a hig

ng process. F

ptance was d

ermally evalu

hout  coating

developed  b

rent  configu

hemispheric

umina pebbl

en at lab sca

formance of

all the condit

place  to  co

wever, no co

btained simila

he same equ

This  fact  re

aboratories  i

.2.4.2) (a) and ers (Task 8.1) (b)

h‐temperatu

For that purp

designed. Du

uated. Each c

,  2)  Coated 

ased  on  spi

urations  test

cal  reflectanc

es are not a

ale. However

f  the differe

ions. 

mparable  re

omparable r

ar values bu

uipment to o

evealed  that

in order to o

example of cor. 

ure solar abs

pose, an abs

uring the  las

configuratio

with  comm

inel with  alu

ted with  diff

ce of  the pe

ble to achiev

r, it is notew

nt configura

esults. 

results 

t they 

obtain 

t  it  is 

obtain 

 

rosion 

sorber 

sorber 

t year 

n was 

mercial 

umina 

ferent 

ebbles 

ve the 

worthy 

ations, 

 

124  

Fig

 

With 

with t

 

Work

Partic

Tecna

Energ

Conta

Fig. 103. Com

g. 104. Compard

respect to t

the adequat

k Package 11

cipants:  CIE

alia,  Univer

gía, Archime

acts: Loreto 

parison of the 4

rison of the hemdifferent positio

he study of t

te methodolo

1: Line‐focus

MAT  (WP11

sity  of  Evo

de Solar Ene

Valenzuela (

4 different conf

mispherical reflons before and

the erosion o

ogy to condu

ing STE Tech

1  coordinato

ra,  Cranfield

ergy, Abengo

(loreto.valen

figurations with

 

lectance of the d after the tests

of reflectors

uct accelerat

hnologies 

or),  CNRS,  Fr

d  University

oa, COBRA. 

nzuela@psa.e

hout coating an

pebbles coateds for the configu

 under dese

ted aging tes

raunhofer‐IS

y,  Tekniker,

es) 

nd with two diff

d with Pyromaruration 3x13mm

rt conditions

ts was devel

SE,  ENEA,  CE

SENER,  SU

ferent coatings

 

rk 2500 locatedm 

s (8.3), a guid

loped.  

EA,  LNEG,  C

UNCNIM,  Ac

 

d at 

deline 

ENER, 

cciona 

 

125  

Funding agency: EU‐7FP‐ENERGY‐2013 (G.A. no: 609837). 

Background:  A  big  deployment  of  large  commercial  solar  fields  for  electricity  generation, 

specially using parabolic troughs has appeared in the last 10 ten years. In addition, it has been 

identified by different stakeholders the big potential for the application of  line‐focusing solar 

collectors’  technology  for distributed power and process heat generation, and  solar heating 

and cooling applications.  

Objectives:  CIEMAT’s  participation  is  focused  on:  i)  explore  and  develop  new  concepts  of 

medium  temperature  line‐focusing  collectors;  ii)  work  in  the  modelling  and  simulation  of 

parabolic  troughs  fields  using  water‐steam  as  heat  transfer  fluids;  iii)  define  and  validate 

dynamic solar  field testing procedures;  iv) define and analyse new methodologies  for on‐site 

characterization of line‐focus collectors and their components in large commercial solar fields. 

Achievements  in 2017:  In  the context of Task 11.1.1 CIEMAT,  in collaboration with Tecnalia, 

Cener and University of Evora, completed  the preparation of  the medium  temperature solar 

collector’s  database  that  is  available  at  the  following  link  http://www.stage‐

ste.eu/keydocuments/solarthermalcollectors.php  (see Fig. 103). At the time of preparing this 

summary,  the  database  includes  information  of  74  collectors  available  in  the market.  It  is 

planned to maintain it during the coming years in the framework of new projects and common 

activities between the partners involved in its preparation.  

In the context of Task 11.2, CIEMAT has coordinated the working groups of thermal inspection 

of  receivers,  inspection  of  reflectance/soiling  of  reflectors,  and  inspection  of  other 

components  (structures,  tracking  mechanisms,  etc.)  in  large  solar  fields  (Task  11.2.2).  In 

addition  CIEMAT  has  participated  in  task  11.2.1  to  evaluate  the  performance  of  collectors 

installed in solar power plants. Main activities completed this last year of project are: 

Evaluation of solar field data from parabolic trough power plants owned by ACCIONA 

and  SENER.  Thermal  performance  of  collector  loops  and  sectors  of  the  solar  fields 

have  been  analysed  following  an  steady‐state method  applied  by  CIEMAT  in  other 

qualifications and the quasi‐dynamic testing methodology proposed in ISO 9806:2017, 

recently updated.  

CIEMAT completed an outdoor test campaign at the HTF test loop to quantify vacuum 

status level of solar receiver tubes for PTCs by mean of infrared thermography.  

CIEMAT  also has participated  in  the  inter‐comparison of portable  reflectometers  in 

solar  power plants  owned  by ACCIONA  and  SENER. During  this  last  year of  project 

there have been  evaluated data measured  in ACCIONA  and  SENER power plants  in 

2016. Differences found in the measurements of specular reflectance taken with three 

instruments  used  during  the  test  campaigns  (15R  by  Devices&Services,  Condor  by 

Abengoa,  and  PFlex  by  Fraunhofer‐ISE)  are  mainly  explained  by  their  different 

acceptance angles. 

 

 

126  

 

6.2 SF

SOLA

Partic

EVOR

Conta

(Proje

Fund

Backg

resea

to  pr

radia

signif

Objec

collab

that 

best‐

Resu

Trans

Rega

DLR 

Fig. 105.framewor

FERA II 

AR FACILITIES

cipants: CIEM

RA, UNILIM, E

acts:  Isabel 

ect manager

ing agency: 

ground: CSP

arch tools to

roduce  high

tion.  Nowad

ficant marke

ctives: The p

boration am

are  the part

qualified res

lts  in  2017

snational Acc

rding Netwo

researchers 

. (Left) Web intk of the STAGE‐

S FOR THE EU

MAT (coordin

ESTELA and 

Oller Albero

r and Transna

European Co

P Research In

 demonstrat

h  temperatu

days,  the  ke

t share. 

purpose of t

ong the lead

tners of  this 

search and te

7:  SFERA‐II 

cess and Join

orking activit

at  PSA  (CIE

erface of the m‐STE project, an

UROPEAN R

nator), DLR, 

UTV. 

ola  (Technica

ational Acce

ommission, F

nfrastructure

te the conce

ure  heat,  el

ey  point  is 

his project  i

ding Europea

project and

est infrastruc

project  is 

n Research A

ties,  the  fou

EMAT)  in  A

medium tempernd (right) exam

by the we

ESEARCH AR

CNRS, PSI, E

al Coordinato

ss Coordinat

FP7‐INFRA‐2

es in Europe 

ept feasibility

lectricity  an

to  cooperat

s to  integrat

an research i

d offer Europ

ctures. 

divided  in

Activities. 

urth  training

April  2017.  T

rature solar collple of datasheeeb tool. 

REA: SECOND

ETHZ, ENEA, C

or)  (isabel.ol

tor) (ricardo.

012‐1.1.1. 

have served

y by explorin

nd,  solar  fu

te  with  the 

te, coordinat

institutions i

pean  researc

nto  three  m

  course was

The  course 

lector’s databaset of a particula

D PHASE 

CEA, INESC‐I

ler@psa.es),

.sanchez@ps

d through th

ng different 

el  using  co

industry  in

te and furth

n solar conc

ch and  indus

main  activit

s prepared a

covered  opt

se developed inar collector gen

ID, UNIVERSI

, Ricardo Sá

sa.es). 

he last 30 ye

pathways on

oncentrating 

n  order  to  g

her focus scie

centrating sy

stry access  t

ties:  Netwo

and  conduct

tical  and  th

 

n the nerated 

ITY OF 

nchez 

ars as 

n how 

solar 

gain  a 

entific 

stems 

to  the 

orking, 

ted by 

ermal 

 

127  

comp

selec

and  r

worth

opera

the  4

shari

stude

Docto

The F

Figur

 

6.3 N

NETW ParticPROM Conta

 Fund BackgPROMresea

ponents  test

tion of atten

researchers 

h mentionin

ative solar po

4th  SFERA‐II 

ng between 

ents register

oral Colloqui

Final SFERA‐14

re 106. 3rd SFER

NESTER 

WORK FOR E

cipants:  CYIMES (France)

acts:   JD

ing agency: 

ground: TheMES and RWarch and ope

ting  of  para

ndants ended

from  four c

ng  the  high 

ower plants 

Doctoral Co

the PhD stu

red from all 

ium (DLR – 1

II Coordinati4th and 15th o

RA Doctoral Col

EXCELLENCE 

I  (Cyprus,  C), RWTH‐AAC

ulian BlancoDiego Alarcón

European Co

 NESTER netWTH – Aacheerating some

bolic  trough

d in February

ountries: Sp

interest  of  e

in this last S

lloquium  (15

udents of th

partners of t

18‐19 May 20

ion Meeting of Novembe

lloquium organ

IN SOLAR TH

Coordinator),CHEN (Germa

, julian.blancn, diego.alarc

ommission, H

twork compren) with a  coe of the mos

hs  and  the 

y 2017 with 

pain, German

engineers w

FERA II train

5  17 May  2

e different p

the project.

017) dedicat

and Steeringr 2017. See p

  

nized by PSA‐CIEJune 2016).

HERMAL ENE

,  CIEMAT‐PSany). 

co@psa.es con@psa.es

H2020‐TWIN

rises of four omprehensivst important 

influence  o

the selection

ny, Turkey a

working  in  op

ning course. I

017) was  ca

partners’  ins

The 4th SFER

ed to Model

g Committeepicture below

EMAT in Hotel 

ERGY RESEA

SA  (Spain), 

 

NN‐2015 

leading institve know‐howfacilities wo

n  the  system

n of fifteen i

nd Morocco

peration  and

n addition th

arried out by

stitutions. Th

RA‐II school 

ling and Vali

e was held atw (figure 104

Rodalquilar (Alm

RCH 

ENEA‐UTRIN

tutions (CIEMw  in  the  fielorldwide. Thi

m  efficiency

ndustry eng

o.  It  is partic

d maintenan

he organizat

y DLR  to  im

here were 3

was  linked t

idation. 

t CIEMAT‐PS4).  

meria, Spain) (6

NN  (Italy),  C

MAT, ENEA, Cld of  solar eis networks t

y.  The 

ineers 

cularly 

nce  of 

tion of 

prove 

5 PhD 

to the 

SA the 

6‐8 of 

CNRS‐

CNRS‐energy target 

 

128  

is  to enhance CYI capabilities and, as a consequence,  to positively  impact on developing  the knowledge  economy  of  Cyprus.  The  substantial  investments  made/planned  by  CYI  in infrastructure and personnel will thus become more efficient and competitive allowing claim to international excellence.  Objectives: The NESTER project aims in upgrading the scientific and innovation performance of the  Cyprus  Institute  (CYI)  in  the  field  of  Solar‐Thermal  Energy  (STE).  The  upgrade  will  be achieved by embedding the Institute’s activities in a network of excellence, which will provide access to the  latest know‐how and facilities, train CYI’s scientific and technical personnel and link  it with the European Industry. A number of activities are proposed  in a detailed program which  includes  training  and  know‐how  transfer,  seminars  and  networking  events  with European, Eastern Mediterranean and Middle East partners, autumn school activities, public outreach and awareness and networking events.  Achievements  in 2017: Main  contribution of CIEMAT  to  this project during 2017 was  in  the topic of Thermal Energy Storage. Since  in 2017  the second week of  the 2nd Annual Autumn School on Concentrated  Solar Technologies  (CST) was  focused on  Storage,  the PSA Thermal Storage  unit  actively  participated  giving  around  50%  of  the  lectures  that week,  sharing  its experience on  thermocline modelling  to  look  for  the potential  synergies on modelling  issue with CYI. Also, the Solar Concentrating Systems unit collaborated with a visit of one engineer to CYI to, firstly, perform a complete training about the correct use of portable reflectometers, including  practical  lessons  using  a  15R‐USB  model);  secondly,  three  test  campaigns  were performed  for  optically  characterize  the  performance  of  the  small  heliostat  field  of  the PROTEAS  facility,  the  linear Fresnel  system  installed on  the KEPA  school, and  two demo CYI heliostat units. All these actions were designed  to ensure the sustainability of CYI, as well as the continuation of cooperation activities, well beyond NESTER project finalization.  6.4 INSHIP 

INTEGRATING NATIONAL RESEARCH AGENDAS ON SOLAR HEAT FOR INDUSTRIAL PROCESSES  Participants: FRAUNHOFER  (Germany), AEE‐INTEC  (Austria), CIEMAT  (Spain), DLR  (Germany), CNRS  (France), ENEA  (Italy), ETHZ  (Switzerland), CEA  (France), CYI  (Cyprus), LNEG  (Portugal), CTAER  (Spain),  CNR  (Italy),  CENER  (Spain),  TECNALIA  (Spain),  UEVORA  (Portugal),  IMDEA (Spain),  CRANFIELD  (UK),  IK4‐TEKNIKER  (Spain),  UNIPA  (Italy),  IST‐ID  (Portugal),  FBK  (Italy), CRES  (Greece), METU  (Turkey), EERA AISBL  (Belgium), UNINA  (Italy), UNIFI  (Italy), US  (Spain), CIC Energigune (Spain).  Contacts:  Julian Blanco, julian.blanco@psa.es  

Diego Martínez, diego.martinez@psa.es   Funding agency: European Commission, H2020‐LCE‐2016‐ERA  Background: Process heat  is recognized as the application with highest potential among solar heating  and  cooling  applications.  Solar  Heat  for  Industrial  Processes  (SHIP)  still  presents  a modest share of about 0.3% of total installed solar thermal capacity. As of today’s technology development stage is quite restricted to low temperature applications, so INSHIP is focusing on CSP/STE  technologies  to widen  the  scope  of  industrial  applications  to  a  temperature  range between  80  –  1500  ᵒC.  INSHIP  project  correspond  to  a  new  funding  scheme  (European Common Research and  Innovation Agenda‐ECRIA) designed by  the European Commission as the next step beyond the current Integrated Research Agendas (IRP) and specifically targeting EERA JPs. 

 

129  

Objectives:  INSHIP  is  a  framework  engaging  major  European  research  institutes  with recognized  activities  on  SHIP,  into  an  integrated  to  achieve  the  coordination  objectives  of: more  effective  and  intense  cooperation  between  EU  research  institutions;  alignment  of different  SHIP  related  national  research  and  funding  programs,  avoiding  overlaps  and duplications and identifying gaps; acceleration of knowledge transfer to the European industry, while developing  coordinated R&D TRLs 2‐5 activities with  the ambition of progressing SHIP beyond the state‐of‐the‐art.  Results  in 2017:  In addition  to  the PSA‐CIEMAT  contribution  to a  large number of  technical activities  (WPs 2  to 5), main  role  in  this project  is  the coordination of WP6  (Integrated SHIP research  infrastructures) and WP8  (Advanced Networking Activities).  In  the context of WP6, the mapping  of  RTD  SHIP  infrastructures &  resources was  initiated  to  check  if  the  current existing facilities fulfil all present and future needs of the scientific community and  industrial sector. Also, mobility scheme addressing staff personnel, as well as the program to access to Research  Infrastructures,  were  defined  and  started.  In  the  context  of  WP8,  the  first questionnaire dealing with the “Analysis of needed national and regional innovation strategies on SHIP”, was prepared being ready for its distribution.  

6.5 WASCOP 

WATER SAVING FOR SOLAR CONCENTRATING POWER 

Participants:  CEA,  DLR,  CIEMAT‐PSA,  Cranfield  University,  Fundación  Tekniker,  MASEN, 

Rioglass Solar, Archimede Solar Energy, OMT Solutions, Hamon D´Hondt, AMIRES. 

Contacts:   Aránzazu Fernández García, arantxa.fernandez@psa.es 

Funding agency: EU‐H2020‐LCE‐02‐2015. 

Background: CSP plants use significant amounts of water to function properly. Water is a  restricted  resource  in  the parts of  the world where  the majority of CSP plants are installed. Water  saving  is  therefore  one  of  the major  issues  to  ensure  a  financially competitive position of CSP plants and their sustainable implementation.  

Objectives: To develop a revolutionary innovation in water management of CSP plants, 

a flexible integrated solution (or toolbox) comprising different innovative technologies 

and optimized  strategies  for  the  cooling of  the power block and  the  cleaning of  the 

solar field, with the aim of a significant reduction in water consumption (up to 90%). 

Achievements  in  2017:  CIEMAT‐PSA  is  involved  in  this  project  through  its  Solar 

Concentrating  Technologies  and  Desalination  Units.  During  the  second  year  of  the 

project,  the application of anti‐soiling  coatings on  reflectors and absorber  tubes has 

been  evaluated  to  decrease  water  consumption  in  cleaning.  Samples  of  both 

components were submitted to a deep accelerated aging test campaign to select the 

most appropriate coating among different options  in  the case of  the absorber  tubes 

and to check the durability of the already selected coating in the case of the reflectors. 

Also,  the  testing  facilities  to  assess  several  cleaning  tools  (dust  barriers,  anti‐soiling 

coating  for  reflectors  and  absorber  tubes,  low‐cost  soiling  sensor  and  ultrasonic 

 

130  

clean

Figur

We h

the  t

(see 

conn

carri

trans

been

used

of  a 

cond

findi

prod

capa

cycle

Fig

 

ning system

re 105). In s

have also de

test  loop of

figure 106)

nections,  et

ed  out  for

smitters, flo

n already ac

d as either i

direct  hyb

denser in a 

ng which m

ucts have b

city figures

es have bee

gure 107. Pictur

Figure 10

m) under rea

some cases

efined the p

f  the new h

). The test c

tc.  have  als

r  the  acqui

ow meters, 

cquired. In a

ndirect or d

brid  cooling

50MWe par

materials m

been  fully  c

s have been

n obtained.

re of the test be

08: Picture of th

al outdoor c

s, the exper

piping and 

hybridized 

campaign t

so  defined. 

isition  of  a

pumps, val

addition, sim

direct coolin

g  system  co

rabolic‐trou

may  be  the 

characterize

n obtained) 

.  

ench for the an

he implantation

conditions h

riments we

instrument

cooler prot

to be perfo

After  that

all  the  com

lves and a s

mplified mo

ng systems 

omposed  o

ugh power p

best  one  f

ed  (melting

and their b

     

nti‐soiling coatin

 

n of the new eq

have been 

re already s

ation diagra

totype  to b

rmed, cont

t,  the  procu

mponents  o

steam gene

odels for a 

have been

of  a  latent 

plant has be

for  this  app

g  temperatu

behaviour u

ng for reflectors

quipment to be 

prepared a

started at t

am and the

be  installed 

rol  loops, s

urement  pr

of  this  test

erator (see f

latent stora

developed

storage  an

een perform

plication,  so

ure and en

nder daily m

s (left) and abso

installed at PSA

nd installed

the end of 

e implantati

at PSA  fac

signals, elec

rocess  has 

t  loop.  Pre

figure 107) 

age system 

d. The evalu

nd  an  air‐co

med. In ter

ome  comm

nthalpy and

melting/fre

 

orber tubes (rig

A facilities 

d (see 

2017. 

ion of 

cilities 

ctrical 

been 

essure 

have 

to be 

uation 

ooled 

ms of 

ercial 

 heat 

eezing 

ght) 

 

 

131  

 

7.TR

The  r

gene

energ

are a

accum

unive

The m

•

•

•

The c

carry

cours

those

energ

Relat

of DA

given

Engin

Progr

RAININGAN

ruling princip

ration  of  yo

gy applicatio

admitted eac

mulated  at  t

ersity gradua

main feature

Managem

the Unive

CIEMAT. 

European

Managem

other ent

Dalarna‐S

Antofaga

College  o

Concepci

  

close and en

ing  out  the 

se, along wit

e  from  othe

gy and its ma

ted with the 

ALARNA  (Sw

n  by  PSA  re

neering.  Wit

ramme organ

Figure 10

NDEDUCAT

ple of  the P

oung  researc

ons. Through

ch year  so  t

the  PSA  in  i

ates. 

es of this trai

ment of the 

ersity of Alm

n funded ‘Era

ment  of  mis

tities that se

Sweden, Poli

sta‐Chile,  Sa

of  Surgeons‐

ón‐Chile, ICO

nduring colla

first  edition

th its quality

r  countries, 

any applicati

Educational 

weden),  from

esearchers  i

th  5  credits

nized by Eur

09. Steam gener

TIONALAC

lataforma So

chers  who  c

h this progra

hat we  can 

its more  tha

ning program

Ph.D.  fellow

meria  (UAL) a

asmus’ grant

scellaneous 

nd students 

itecnico di To

antiago  de 

‐Ireland,  Ha

O‐Mexico, Pa

boration bet

n  of  the Off

, make it an

who want 

ons. 

Cooperation

m  16th  to  24

n  the  fram

,  this  cours

opean Solar 

rator already p

CTIVITIES

olar de Alme

can  contribu

m, about fo

transmit  the

an  thirty  yea

m are: 

wship progra

and with  th

ts, for studen

specific  ed

to the PSA (

orino‐Italy, B

Chile‐Chile, 

mburg  Univ

alermo‐Italy 

tween CIEM

ficial Master

attractive p

to  gain  a  fi

n Agreement

4th October,

mework  of  t

se  takes  pa

Engineering

urchased at PSA

ería  training

ute  to  the  d

rty‐five stud

e knowledge

ars  of  exper

m  in associa

e own progr

nts from oth

ucational  co

(Universities

Blida‐Algeria

AUCC‐Chile

versity  of  Te

etc.)  

AT and Univ

r’s  in  Solar  E

roposition fo

rst‐rate  qua

t between C

,  the  “Solar 

the  Master 

rt  during  th

g School, ESE

A facilities 

program  is 

deployment 

dents of diffe

e of  solar  th

rience  to  ne

ation with an

ram  for you

er countries,

ooperation 

 of Cádiz, Alm

, CDER‐Alger

,  Veracruza

echnology,  S

versity of Alm

Energy.  The 

or students, 

lification  in 

IEMAT‐PSA a

Thermal  Po

Programme

he  2nd  cycl

S (University

the creation

of  solar  th

erent nation

hermal  techn

ew  generatio

n agreement

ng  research

, mainly Ger

agreements

mería, País V

ria, UIR‐ Mo

na‐Mexico, 

Salesiana‐Ecu

mería has al

hallmarks  o

both Spanis

the  field  of

and the Univ

ower”  course

e  in  Solar  E

e  of  this  M

y of Dalarna)

n of a 

ermal 

alities 

nology 

ons  of 

t with 

ers of 

man. 

s  with 

Vasco, 

rocco, 

Royal 

uador, 

lowed 

of  this 

sh and 

f  solar 

versity 

e was 

Energy 

Master 

). 

 

132  

The  P

Conc

conce

DLR  S

Fede

Zuric

Foun

traini

from 

Europ

Phase

The  1

Germ

SFERA

was f

 

8.EV 07/02TechnMr. Sfacilitpoten  08/02TechnA  groUniveEfficie   

   

PSA  is  a  fou

entrating  Sy

entrating so

Solar Energy

ral  Institute 

h (PSI, Switz

ding in 2004

ing at the PS

the five diff

pean project

e) at the sam

13th  SOLLAB

many. The Co

A Summer S

focused on M

VENTS

2/2017 nical visit S. Malik, direties  receivinntial applicat

2/2017 nical visit oup  of  20  sersity  of  Muency in Build

unding mem

ystems’  (SolL

lar energy re

y Division  in

of  Technolo

erland) and t

4 of SolLab o

SA. One of t

ferent institu

t  so‐called S

me time.  

B was organ

olloquium wa

chool was ho

Modelling an

ector manageng  informatitions in regio

students  of unich,  Germdings.  

ber  of  the  ‘

Lab).  This  v

esearch  inst

 Cologne  (G

ogy  in  Zuric

the CIEMAT 

opened new 

he  joint SolL

utions (Docto

SFERA‐II  (Sola

nized by  the 

as held betw

osted at the 

d Validation

er of Megawion  about  conal develop

the  Postgramany,  visited

‘Alliance  of 

irtual  labora

itutes, that 

Germany),  th

h  (ETHZ,  Sw

itself. 

possibilities 

Lab activities

oral Colloqu

ar Facilities 

 DLR  Solar  E

ween the 15th

same locatio

. 

watt Solutioncurrent  activpment. 

aduate  Climd  PSA  as  p

European  La

atory  is mad

is, PROMES‐

he Renewabl

witzerland),  t

for scientific

s  is an annu

ium), which 

for  the Euro

Energy Divis

h and the 17

on from the 

ns Co. from Ivities  in  sol

maDesign  Maart  of  the 

aboratories 

de  up  of  the

‐CNRS  in Ode

le Energies  L

the  Paul  Sch

c developme

al seminar f

is part of th

opean Resea

ion  and  too

7th May 2017

18th to the 

ndia, visitedlar  thermal 

aster  Coursetraining  act

 

on  Solar  Th

e main  Euro

eillo  (France

Laboratory o

herrer  Institu

ent of resear

for Ph.D. stu

he activities 

arch Area. Se

ok place  in B

7. Afterward

19th May 20

d the PSA restechnologie

e,  from  Tectivities  on  E

ermal 

opean 

e), the 

of  the 

ute  in 

rchers 

udents 

of the 

econd 

Berlin, 

ds, the 

017. It 

search es  for 

hnical Energy 

 

133  

20/02/2017 Technical visit Prof. Marcelo Serrano, public official from the Ministry of Energy of Chile  in training stage at Ciemat,  visited  the  PSA  installations  to  know  about  CSP  technologies  in  relation  with  the development and implementation of RE.  

02/03/2017  Workshop E.  Zarza  participated  in  the Workshop  “Oportunidades  de  la  Energía  Solar  Termoeléctrica” 

organized by PROTERMOSLLAR and CIEMAT at  the  international event GENERA‐2017 held at 

Madrid to present the main R+D lines selected by the STE sector to speed up cost reduction. 

 07‐08/03/2017 Institutional Meeting The PSA hosted the visit of the Delegation from Lebanon in the frame of the TAIEX Study Visit on  Small  Concentrated  Solar  Power  Plants,  with  the  aim  of  improve  the  experience  of specialists on renewable energy technologies and applications.  13/03/2017 Technical Visit and Meeting Visit  to  PSA  of  researchers  of  the  Engineering  School  of  Seville  to  check  potential  R+D collaboration with PSA.   17/03/2017 Lecture Invited lecture on “Thermal Energy Storage Introduction" of Esther Rojas at ENEA´s premises in Rome, Italy.  21/03/2017 Technical Visit and Meeting Visit  to  PSA  of  TEWER  Ingeniería  with  representatives  from  Brazilian  companies  (CSEP, EUDORA  Energia,  RTB  Holding  Energia,  P&D  Aneel  and  Institutos  Lactec)  to  know  our experimental facilities.  

21/03/2017 Technical visit A group of engineers and officers from TEWER Co. visited PSA as part of the training activities in Spain related to solar thermal power plants.   4‐6/04/2016 Official Meeting Participation of E. Zarza in the 92nd meeting of the Executive Committee of SolarPACES held at Thessaloniki, Greece.  

5‐7/04/2016 Official Meeting Participation of Rocio Bayón in the Kick‐off meeting of the IEA SHC/ECES Task 58‐33. Material and Component Development for Thermal Energy Storage, held at Lyon, France.    

 

134  

11‐12Lectu

G. Za

MEDR

 18/04LectuInvite

poten

Schoo

 20/04LectuInvitewateUnive 24‐26LectuInviteUser  26/04TechnVisit t

know

Span

 5/05/TechnVisit tactivi 10/05OfficiG. ZaSocie 11/05OfficiA Delby thbilate 

2/04/2017 ure 

ragoza was i

RC (Muscat, 

4/2017 ure ed lecture on

ncial comerc

ol of Málaga

4/2017 ure ed  lecture  or, sustainablersità di Tori

6/04/2017 ure ed  lecture ofGroup Meet

4/2017 nical Visit anto PSA of D. 

w the PSA fac

ish CDTI. 

/2017 nical Visit anto PSA of Spities develop

5/2017 ial meeting ragoza partiety in Tel‐Avi

5/2017 ial meeting legation frome Deputy GDeral cooperat

invited to pa

Oman). 

n “Centrales 

cial y posible

 

of  Sixto Male materials, no – Dipartim

f Leonidas Pting”, held on

nd Meeting Gabriel Bart

cilities and to

nd Meeting anish STE plped at PSA. 

cipated in thv (Israel). 

m DLR, headeD of Ciemat, tion agreem

rticipate in a

Termosolare

es mejoras te

ato  at  “Wocircular ecomento di Chi

Pérez on “Wn Freising (G

thelemy, (Pro

o explain the

ant operator

he meeting o

ed by their GMrs. Mª Luisent.    

a workshop o

res: peculiari

ecnológicas"

rkshop  &  Nnomy. Towaimica (Italy).

Water ContamGermany). 

omotion and

e funding pos

rs from Elecn

of the Board 

General Direcsa Castaño, v

on costs of d

idades, venta

" of Eduardo

IS  colloquiuards 2018‐20 

minants Ann

d Cooperatio

ssibilities for 

nor to know 

of Directors

ctor Mrs. Pasvisited PSA fa

desalination o

ajas socio‐ec

Zarza at the

m”.  Keywor0 European p

ual Forum  (

n Departme

R+D activitie

the PSA faci

 of the Europ

scale Ehrenfacilities in th

organized by

conómicas, 

e Engineering

rds:  environproposals”, h

(AFWC) and 

nt of CDTI) t

es available 

ilities and th

pean Desalin

freund and hhe frame of t

 

y 

g 

ment, held at 

SCIEX 

o 

at 

e R+D 

nation 

osted the 

 

135  

15‐17EducaParticheld a 

  29/05TechnThe Pthe Himpro  

  

7/05/2017 ational activcipation of Aat Berlin (Ge

5/2017 nical visit PSA hosted tHybridus Proove the train

vity A.  Segura, Mermany on M

Partic

he visit of a oject,  financening on renew

M.E. Carra anMay 15‐17, 20

cipants in the So

group of Cued by  the Awable energ

nd  L. Valenz017 

olLAB 2017 hel

ban specialisAECID and wgy technologi

zuela  in  the 

d in Berlin (Ger

sts in the fraith Ciemat pies and appli

SOLLAB Doc

rmany) 

me of the  cparticipationcations. 

ctoral Colloq

cooperation n, with  the a

 

quium 

under aim of 

 

 

136  

5/06/TechnVisit tfacilitsecto 12/06WorkE.  Zacondiwith Requ 14/06

OfficiG. ZaDesa 15/06TechnA  gro(Chileactivi 28/06TechnJapanTechninstalcomp 

  

/2017 nical Visit anto PSA of resties and  cheor of Chile. 

6/2017  kshop arza  participitions for futthe  Scienceirments for C

6/2017 

ial meeting ragoza organlination of th

6/2017 nical visit oup  of  repree), invited byities related 

6/2017 nical visit nese  researnology,  Chiyllations  to  dponents for p

nd Meeting searchers froeck potentia

pated  in  theture Energy e  Academy Concentratin

nized and chhe European

esentatives y EXTENDA, vto solar ther

chers  and yoda  Coopediscuss  specparabolic‐tro

Visit

om the Chilel  collaborati

e  internationsystems” orof  Kyiv  andng Solar Ther

haired a mee Water Platf

from  regionvisited PSA inrmal power p

engineers  feration  and cific  researchough collecto

t of Totoya com

ean universityons  to use  c

nal  Workshrganized by td  held  in  Kyrmal Systems

ting of the Wform WssTP 

nal  authoritinterested onplants.  

from  TOYOTthe  Japan 

h  topics  relors working w

mpany (Japan) t

y Adolfo Ibañconcentratin

op  on  “Mathe Europeanyiv,  Ukraine.s Materials.

Working Grouin Brussels (B

es  and  privn research an

TA  CorporatFine  Ceramated  to  devwith high tem

to PSA test facil

ñez to know ng  solar ene

terials  resisn Commissio  He  explain

up RenewabBelgium). 

ate  institutiond technolog

tion,  the  Tomics  Center velopment  amperature w

ities. 

w our experimergy  in  the m

stant  to  exton in collaboned  the  Tec

ble Energy an

ons  of  Coqugical develop

okyo  Instituvisited  the

and  evaluatiworking fluids

 

mental mining 

treme ration hnical 

nd 

uimbo pment 

ute  of e  PSA on  of s. 

 

137  

04/07DoctoAlba desti 4/07/LectuInviteproviheld a 05/07LectuInvite“EnerRoqu 06/07DoctoMariainact 10/07LectuInviteAdvaContaBiblio 26/07TechnProfefacilitsigneto pa 

7/2017 oral Thesis Ruiz  defendlación por m

/2017 ure ed  lecture onincia de Almat Roquetas 

7/2017 ure ed  lecture  orgías  renovauetas de Mar

7/2016 oral Thesis a Castro Alféivation in wa

7/2017 ure ed  lecture  onced Oxidataminants  ofoteca Munici

7/2017 nical visit essors from Tties and disced in 2017. Frabolic‐trou

ded  the  Docmembranas y 

n “"La Platamería" of Edde Mar (Alm

of  Sixto  Maables:  clavesr, Almería (Sp

érez defendater by solar 

of  Sixto  Maltion Processef  Emerging ipal Almeida

Tecnológico cuss about  tFirst PhD studgh technolog

Visit of Te

ctoral  Thesissu aplicació

aforma Solaruardo Zarza

mería, Spain)

lato  on  a  Ss  para  un  npain). 

ed  the Doctradiation: ap

lato  on  “2nd

es and TrainConcern”  (T Garrett, Por

de Monterrethe educatiodent from Mgy. 

ecnológico de M

s  “Evaluación al tratamie

r de Almeríaa at  the Sum. 

Summer  Schnuevo  impul

toral Thesis pplications t

d  Summer  Sing School oTreatment  orto (Portuga

ey (México) onal agreemeMéxico will st

Monterrey (Méx

n  de  sistemento de agua

a: más de 35mmer  School

hool  of  the so  en  la  pr

“Kinetic moto SODIS”. Un

School  on  Eon Advancedof  CECs  by l). 

visited the Pent betweentay at PSA to

xico) to PSA tes

as  comerciaa”. UAL. 

5 años de  in of  the Univ

University  oovincia  de  A

delling of  thniversity of A

nvironmentad Treatment solar  driven

PSA to know n  this  instituo collaborate

st facilities.  

ales  en  espi

nvestigaciónversity of Al

of  Almería Almería”,  h

he EscherichiAlmería (Spa

al  ApplicatioTechnologien  AOPs),  he

w the experimution and CIe in topics re

 

ral  de 

en  la mería 

titled: eld  in 

ia coli in). 

ons  of es and eld  at 

mental EMAT elated 

 

138  

04/08WorkE. ZarTherm(Turkprinc 01/09DoctoJuan solar  06/09LectuInviteUnive 18/09OfficiParticdefinrelatein Gra 26‐29InternCIEMprese 

   

8/2017  kshop rza and L. Vamal Applicatkey)  to  explaiples of line‐

9/2017 oral Thesis José SerranDirect Steam

9/2017 ure ed lecture onersity of Evo

9/2017 ial Meeting cipation  of ition  of  theed to “Solar az (Austria). 

9/09/2017 national Con

MAT‐PSA  paentations and

alenzuela partion” organizain  the  pote‐focus conce

o defended m Generatio

n “Integratinra, Portugal 

Isabel  Ollere  new  task  oEnergy in In

ngress rticipated  id 13 posters

rticipated in zed by the Tuential  of  thentrating tech

the Doctoran systems ba

ng Thermocl

  as  leader of  the  Interdustrial Wat

n  SolarPAC.  

CIEMAT´s res

the Workshurkish compe  Industrial hnologies. 

al Thesis  “Thased on Para

line Storage 

of  one  subrnational  Eneter and Wast

CES  Confere

searchers at Sol

op “Energy Eany Lucida SProcess  Hea

hermal‐hydrabolic‐Trough

Systems in S

tak  in  the  fergy  Agencytewater Man

ence  once 

larPACES 2017

Efficiency anSolar at the Tat  applicatio

aulic and oph Collectors”

STE plants" 

first  official y,  Solar  Heanagement”, 

again,  pre

nd IndustrialTeknopark ofons  and  the 

ptical model”. U. de Mála

of Esther Ro

meeting  foating  and  Coheld in AEE‐

esenting  16

l Solar f Izmir basic 

ing of aga. 

ojas at 

or  the ooling, INTEC 

  oral 

 

 

139  

29/09TechnA grothe  ttherm 01/10OfficiParticCalam 4‐6/1DisseJ.  FeConce(Arge 

 09/10ScienParticProgrCYTE 

19/10DisseParticorganÁmbi    

9/2017 nical visit oup of 40 sturaining activmal power pl

0/2017 ial Meeting cipation of Ema, Chile. 

10/2017 emination anrnández  andentración,  oentina) 

One of th

0/2017 tific Commitcipation  of rama  IberoaD and held in

0/2017 emination ancipation  of nized by Gruito Cultural d

udents of Biovities  intereslants.  

E. Zarza in th

nd divulgationd  E.  Zarza  porganized  b

e sessions com

ttee E.  Zarza  in mericano  den Lisboa, Por

nd divulgationSixto Malatoupo de Tratade El Corte In

oTecnoEncuested on  rese

he 93rd meet

n  participated by  the  CYTE

posing the Wo

the  yearly e  Ciencia  y rtugal. 

n  o  in  “Jornadamiento de Anglés de Bad

entro in Almeearch and  te

ting of the Ex

in  the  WoED  tematic 

rkshop held at 

meeting  of Tecnología 

das  de  TranAguas de  la ajoz (Spain).

ería visited tchnological 

xecutive Com

rkshop  sobrNetwork  ES

ciudad de La Pl

Thematic  Npara  el Desa

nsferencia  y Universidad 

he PSA instadevelopmen

mmittee of S

re  Energía  SSTCI  in  Ciu

ata on October

Network  Cooarrollo  (CYTE

Divulgaciónd de Extrema

allations as pnt  related  to

SolarPACES h

Solar  Térmidad  de  La 

r 4‐6, 2017 

ordinators  oED),  organiz

n  Científica adura and h

part of o solar 

held at 

ca  de Plata 

 

of  the ed  by 

2017” eld  in 

 

140  

23/10TechnVisit to dis06/11LectuInvite

Españ

solar,

 14‐15TechnThe fceleb  

  14‐16LectuInvite

gene

packe

Energ

Conc

 

15/11TechnA DerelateMororeceiv 20/11TechnA higand Corpoexper

0/2017 nical Visit anto PSA of thscuss potent1/2017 ure ed  lectures 

ñola con  las 

, biomasa y 

5/11/2017 nical Visit anfinal meetingbrated at PSA

6/11/2017 ure ed lectures o

ral concepts

ed bed therm

gy Storage” 

entrated Sol

1/2017 nical visit legation  comed  to  the  eocco),  inviteve informati

1/2017 nical visit gh  level Deleaccompanieoration  (IFCrimental faci

nd Meeting e company ial collabora

on  "Central

Centrales T

residuos, or

nd Meeting g and steerinA, including w

on: “Thermoc

s and integra

mocline TES”

of Rocio Bay

ar Technolo

mposed by  aenergy  sectod  by  the  EXon about on

egation  fromed  by  repreC),  visited  thilities and th

Consultores tions. 

les  Termoso

Termosolares

ganized by t

ng committeeworking sess

chemical Sto

ation in a STE

”, “Thermocl

yón and Esth

gies (CST), o

a  group of  ror  from  seveXTENDA  Reggoing resear

m  Jordan, heaesentatives  ohe  PSA  inste state of art

y Contratist

olares:  temas

s” of Eduard

he Engineer

e of SFERA‐Isions and tec

orage”, “Pha

TE plant Ener

lines: genera

her Rojas in t

rganized by 

representatieral  countrigional  Agencrch activities

aded by meof  the  Wortallations  ret on CSP tec

tas Generale

s  porioritari

o Zarza at th

ing School of

I project (cochnical visit t

ase Change M

rgy Storage"

al concepts a

he Annual A

the Cyprus I

ves of officies  (Argentincy  of  Andals on CSP tech

mbers of  thrld  Bank  aneceiving  dethnologies. 

s SAC (CONS

ios  de  I+D" 

he Jornada s

f University o

ordinated byo the facilitie

 

Materials”, “

", “Modelling

and integrat

utumn Schoo

nstitute at N

al  institutionna,  Brazil,  Cucia,  visitedhnologies. 

e Ministry ond  the  Interailed  inform

SULCONT) of

and  “Exper

sobre hibrid

of Seville (Sp

y Isabel Ollees. 

“Latent stora

g of single ta

tion in a STE 

ol on 

Nicosia, Cypru

ns  and orgaChile,  Méxicod  PSA  facilit

of Energy  (Mrnational  Fimation  abou

f Perú 

riencia 

dación 

pain) 

r) was 

age: 

ank 

plant 

us. 

anisms o  and ies  to 

MEMR) nance ut  the 

 

141  

21/11TechnThe PForeithe  aapplic 

21/11LectuInvite

de las

Intern

the B

 

Au

24/11LectuInviteUnive 30/11LectuInviteEdua 07/12LectuInviteWorkexper  

1/2017 nical visit PSA hosted tgn Technoloaim  of  imprcations. 

1/2017 ure ed lecture on

s tecnología

nacional sob

Brazilian univ

dience of the V

1/2017 ure ed  lecture  oersity of Vall

1/2017 ure ed  lecture ordo Zarza at 

2/2017 ure ed  lecture  okshop: “Solariences” in th

the visit of aogy Action ofrove  the  ca

n “Participac

as solares tér

bre Calor de P

versity of Per

V Workshop Int

on  “El  almaadolid, Spain

n  “CentralesAutonomou

of  Inmacular water purihe Museum 

 Delegation f CDTI in the pabilities  of

ción de la Pla

rmicas de co

Processo Ind

rnambuco at

ernacional sob

acenamienton 

s Termosolaus University 

da  Polo  onfication andof Science a

from IRESEN frame of thf  specialists 

ataforma So

oncentración

dustrial e Usi

t Recife on N

re Calor de Pro

 

o  térmico  y

ares: potencof Madrid (U

n  the  Photo reuse: newnd Industry,

N, Morocco, e ongoing inon  renewa

olar de Almer

n" of Eduardo

nas Solares T

ovember 20

ocesso Industria

y  sus  aplica

ial  comerciaUAM) 

ocatalytic  anw photocataly Manchester

invited by thnternational ble  energy 

ría en el desa

o Zarza at the

Termoelétric

‐22, 2017.  

al e Usinas Solar

aciones"  of 

al y mejoras

nd  Superhydytic materialr (Reino Unid

he Departmcooperationtechnologie

sarrollo nacio

e V Worksho

cas, organize

res Termoelétr

f  Rocio  Bay

s  tecnológica

drophilic  Suls and pilot do). 

ent of n, with s  and 

onal 

op 

ed by 

 icas 

ón  at 

as" of 

rfaces plants 

 

142  

22/12SociaThe Doverawere 

     

 

 

 

 

 

2/2017 al Act Director of Pall resume of exposed. 

PSA,  Julián Bf R&D activit

Blanco,  invitties carried o

ted  to  all  thout along the

e personnele year 2017 a

  to  the  Sociand the plan

ial Act whernning for nex

 

 

re  the xt year 

 

143  

9. PUBLICATIONS 

PhD Thesis 

1. Serrano‐Aguilera,  J.J.  (2017).  Thermal  hydraulic  and  optical modeling  of  solar  direct 

steam generation systems based on parabolic‐trough collectors.  (Unpublished doctoral 

dissertation). Universidad de Málaga, Málaga. 

2. Evaluación  de  sistemas  comerciales  en  espiral  de  destilación  por  membranas  y  su 

aplicación al tratamiento de aguas. Author: Alba Ruiz Aguirre.Supervisors: G. Zaragoza, 

José M. Fernández Sevilla. 4 July 2017. 

3. Kinetic  modelling  of  the  Escherichia  coli  inactivation  in  water  by  solar  radiation: 

applications to SODIS. Author: María Castro Alférez Supervisors: Pilar Fernández Ibáñez, 

María Inmaculada Polo López, Javier Marugán. 6 July 2017 

 

SOLAR CONCENTRATING SYSTEMS UNIT 

SCI PUBLICATIONS 

1. Alonso, E., Gallo, A., Roldán, M.I., Pérez‐Rábago, C.A., Fuentealba, E.. Use of rotary kilns 

for  solar  thermal  applications:  Review  of  developed  studies  and  analysis  of  their 

potential.  Solar  Energy  144  (2017)  Pages  90–104.  Doi:   http:// 

dx.doi.org/10.1016/j.solener.2017.01.004 

2. Alonso‐Montesinos, J., Barbero, J., Polo, J., López, G., Ballestrín, J., Batlles, F.J. Impact of 

a Saharan dust intrusion over southern Spain on DNI estimation with sky cameras. 

Atmospheric Environment. Vol. 170 (2017), pp. 279‐289. ISSN: 1352‐2310. 

https://doi.org/10.1016/j.atmosenv.2017.09.040  

3. Avila‐Marín, A., Fernández‐Reche, J., Casanova, M., Caliot, C, Flamant, G. Numerical 

simulation of convective heat transfer for inline and stagger stacked plain‐weave wire 

mesh screens and comparison with a local thermal non‐equilibrium model. SolarPACES 

2016. AIP Conf. Proceedings 1850 (2017), 030003. http://dx.doi.org/10.1063/1.4984346  

4. Ballestrín, J., Roldán, M.I. Measuring High Surface Temperature in Concentrated Solar 

Radiation Environments. Applied Engineering. Vol. 1, No. 2, 2017, pp. 8‐18. doi: 

10.11648/j.ae.20170102.11 

5. Ballestrín, J., Roldán, M.I. Contact sensors for measuring high surface temperature in 

concentrated solar radiation environments. Measurement 109 (2017) 65‐73. ISSN: 0263‐

2241 

6. Ballestrín, J., Roldán, M.I. Measuring High Surface Temperature in Concentrated Solar 

Radiation Environments. American Journal of Engineering and Technology 

Management. Vol. 2, No. 3, 2017, pp. 25‐35. doi: 10.11648/j.ajetm.20170203.12. ISSN: 

2575‐1948 (Print); ISSN: 2575‐1441 (Online). 

7. Bayón, R.; Rojas, E., 2017, Feasibility study of D‐mannitol as phase change material for thermal storage. AIMS Energy,2017, 5(3), 404‐424.  http://www.aimspress.com/article/10.3934/energy.2017.3.404 

8. Biencinto, M., Montes, M.J., Valenzuela, L., González, L. Simulation and comparison 

between fixed and sliding‐pressure strategies in parabolic‐trough solar power plants 

 

144  

with direct steam generation. Applied Thermal Engineering 125 (2017), 735‐745. 

http://dx.doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.07.059.  

9. Bonilla, J., de la Calle, A., Rodríguez‐García, M.M., Roca, L., Valenzuela, L. Study on shell‐

and‐tube heat exchanger models with diferente degree of complexity for process 

simulation and control design. Applied Thermal Engineering 124 (2017), 1425‐1440. 

http://dx.doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2017.06.129  

10. Bonilla J, Rodríguez‐García M‐M, Roca L, de la Calle A, Valenzuela L, Design and 

experimental validation of a computational effective dynamic thermal energy storage 

tank model, Energy (2017), doi: 10.1016/j.energy.2017.11.017. 

11. Bouaddi, S., Ihlal, A., Fernández‐García, A. Comparative analysis of soiling of CSP mirrors 

materials in arid zones. Renewable Energy 101 (2017), 437‐449. 

http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2016.08.067.  

12. Cundapí, R., Moya, S.L., Valenzuela, L. Approaches to modeling a solar field for direct 

generation of industrial steam. Renewable Energy 103 (2017), 666‐681. 

http://dx.doi.org/10.1016/j.renene.2016.10.081.    

13. Fernández‐García, A., Sutter, F., Martínez‐Arcos, L., Sansom, C., Wolferstetter, F., Delord, 

C. Equipment and methods for measuring reflectance of concentrating solar reflector 

materials. Solar Energy Materials and Solar Cells 167 (2017), 28‐52. 

http://dx.doi.org/10.1016/j.solmat.2017.03.036.  

14. Giglio, A., Lanzini, A., Leone, P., Rodríguez, M.M., Zarza, E. Direct steam generation in 

parabolic‐trough collectors: A review about the technology and a thermo‐economic 

analysis of a hybrid system. Renewable and Sustainable Energy Reviews 74 (2017), 452‐

473. http://dx.doi.org/10.1016/j.rser.2017.01.176   

15. Hirsch, T., Bachelier, C., Eck, M., Dersch, J., Fluri, T., Giuliano, S., Goebel, O., González, 

L.,.... The first version of the SolarPACES guideline for bankable STE Yield assessment. 

SolarPACES 2016. AIP Conf. Proceedings 1850 (2017), 160014. 

http://dx.doi.org/10.1063/1.4984548  

16. Kováčik, J., Emmer, S., Rodríguez, J., Cañadas, I. Sintering of HDH Ti poder in a solar 

furnace at Plataforma Solar de Almería. Journal of Alloys and Compounds 695 (2017), 

52‐59. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.10.147  

17. Monterreal, R., Enrique, R., Fernández‐Reche, J. An improved methodology for heliostat 

testing and evaluation at the Plataforma Solar de Almería. SolarPACES 2016. AIP Conf. 

Proceedings 1850 (2017), 030036. http://dx.doi.org/10.1063/1.4984379  

18. Pernpeintner, J., Schiricke, B., Sallaberry, F., de Jalón, A., Lopez Martín, R., Valenzuela, L., 

de Luca, A. Results of the parabolic trough receiver heat loss round robin test 

2015/2016. SolarPACES 2016. AIP Conf. Proceedings 1850 (2017), 020012. 

http://dx.doi.org/10.1063/1.4984337  

19. Polo, J., Ballestrin, J., Alonso‐Montesinos, J., López‐Rodríguez, G., Barbero, J., Carra, E., 

Fernández‐Reche, J., Bosch, J.L., Batlles, J. Analysis of solar tower plant performance 

influenced by atmospheric attenuation at different temporal resolutions related to 

aerosol optical depth. Solar Energy 157 (2017), 803‐810. 

http://dx.doi.org/10.1016/j.solener.2017.09.003  

20. Sallaberry, F., Valenzuela, L.,  Gomez, L., León, J., Fischer,S., Bohren, A.. Harmonization 

of Standard for Parabolic Trough Collector Testing in Solar Thermal Power Plants. 

 

145  

SolarPACES 2016. AIP Conf. Proceedings 1850 (2017), 020014. 

http://dx.doi.org/10.1063/1.4984339   

21. Sallaberry, F., Fernández‐García, A., Lüpfert, E., Morales, A., San Vicente, G., Sutter, F. 

Towards standardized testing methodologies for optical properties of components in 

concentrating solar thermal power plants. SolarPACES 2016. AIP Conf. Proceedings 1850 

(2017), 150004. http://dx.doi.org/10.1063/1.4984533  

22. Sallaberry, F., Valenzuela, L., Palacin, L.G. On‐site parabolic trough collector testing in 

solar termal power plants: experimental validation of a new approach developed for the 

IEC 62862‐3‐2 standard. Solar Energy 155 (2017), 398‐409. 

http://dx.doi.org/10.1016/j.solener.2017.06.045  

23. Sansom, C., Fernández‐García, A., King, P., Sutter, F., García‐Segura, A. Reflectomer 

comparison for assessment of back‐silvered glass solar mirrors. Solar Energy 155 (2017), 

496‐505. http://dx.doi.org/10.1016/j.solener.2017.06.053   

24. Serrano‐Aguilera, J.J., Valenzuela, L., Parras, L. Thermal hydraulic RELAP5 model for a 

solar direct steam generation system based on parabolic troughs collectors operating in 

once‐through mode. Energy 133 (2017), 796‐807. 

http://dx.doi.org/10.1016/j.energy.2017.05.156  

25. Setien, E., Fernández‐Reche, J., Ariza, M.J., Álvarez‐de‐Lara, M. Study of cyclic thermal 

aging of tube type receivers as a function of the duration of the cycle. SolarPACES 2016. 

AIP Conf. Proceedings 1850 (2017), 130012. http://dx.doi.org/10.1063/1.4984506  

26. Ubieta, E., del Hoyo,  I., Valenzuela, L., López‐Martín, R., de la Peña, V., López, S. Object‐

oriented parabolic trough solar collector model: Static and Dynamic validation. 

SolarPACES 2016. AIP Conf. Proceedings 2017; 1850 (2017), 020015‐1‐020015‐11. 

http://dx.doi.org/10.1063/1.4984340       

27. Wiesinger, F., Sutter, F., Wolfertstetter, F., Hanrieder, N., Wetter, J., Fernández‐García, 

A., Pitz‐Paal, R. Sandstorm erosion simulation on solar mirrors and comparison with field 

data. SolarPACES 2016. AIP Conf. Proceedings 2017; 1850 (2017), 130014. 

http://dx.doi.org/10.1063/1.4984508       

 

BOOK CHAPTERS 

1. Fernández‐García, A., Sutter, F., Fernández‐Reche, J., Lüpfert, E. The Performance of 

Concentrated Soalr Power (CSP) Systems. Analysis, Measurement and Assessment. Part 

One: CSP Component Performance. Cap. 3: Mirrors. Woodhead Publishing Series in 

Energy (edited by Peter Heller). Elsevier. Cambridge, 2017.      

 ISBN: 978‐0‐08‐100448 

PRESENTATIONS AT CONGRESSES 

Oral presentations 

1. Bayón, R., Biencinto, M, Rojas, E., Uranga, N. Study of Dry Cooling Systems for STE Plants 

Based on Latent Storage. Enerstock 2018, 25‐28 April, 2018, Adana (Turkey) 

2. Burisch, M., Sanchez, M., Olano, X., Olarra, A., Villasante, C., Olasolo, D., Monterreal, R., 

Enrique, R., Fernández‐Reche, J. Scalable HeliOstat CalibRation SysTem (SHORT). How to 

 

146  

calibrate  your  whole  heliostat  field  in  a  single  night.  23rd  SolarPACES  Conference, 

September 26‐29, 2017. Santiago, Chile. 

3. Denk, T., Gonzalez‐Pardo, A., Cañadas,  I., Vidal, A. Design and Test of a Concentrated 

Solar  Powered  Fluidized  Bed  Reactor  for  Ilmenite  Reduction.  23rd  SolarPACES 

Conference, September 26‐29, 2017. Santiago, Chile. 

4. Denk,  T.,  Gonzalez‐Pardo, A. Solar thermal reactor for hydrogen reduction of lunar

Ilmenite. 5th  European  Lunar  Symposium  (ELS). 2‐3  de  mayo  de  2017. Münster

(Alemania). 

5. Esence, T., Bayón, R., Bruch, A., Rojas, E. Study of Thermocline Development  Inside a 

Dual‐media  Storage  Tank  at  the  Beginning  of  Dynamic  Processes;  AIP  Conference 

Proceedings 1850 (2017) 080009‐1–080009‐8; doi: 10.1063/1.4984430 

6. García‐Segura, A., Fernández‐García, A., Valenzuela, L., Sutter, F., Rabal‐Escarbajal,  J.A. 

Durability  studies of  solar  reflectors  for  cooled  secondary  concentrators used  in  solar 

applications.  EUROMAT  2017  –  European  Congress  and  Exhibition  on  Advanced 

Materials and Processes. 17‐22 September, 2017. Thessaloniki, Greece.  

7. García‐Segura,  A.,  Fernández‐García,  A.,  Ariza,  M.J.,  Sutter,  F.,  Valenzuela,  L. 

Investigations on primary reflectors for solar thermal applications exposed to corrosive 

atmospheres.  EUROMAT  2017  –  European  Congress  and  Exhibition  on  Advanced 

Materials and Processes. 17‐22 September, 2017. Thessaloniki, Greece.  

8. López,  G.,  Bosch,  J.L.,  Gueymard,  C.A.,  Alonso‐Montesinos,  J.,  Barbero,  J.,  Polo,  J., 

Ballestrín,  J.,  Rapp‐Arrarás,  I.,  Pulido‐Calvo,  I.,  Sorribas,  M.,  Adame,  J.A.,  Martínez‐

Durbán,  M.,  Batlles,  F.J.  Towards  clean  electricity:  the  PRESOL  project”.  Congreso 

Internacional Cambio Climático SOCC 2017, 10‐12 de mayo, 2017. Huelva (Spain) 

9. Rodriguez‐Garcia, M. M; Rojas, E. Test Campaing and Performance Evaluation of a Spiral 

Latent Storage Module with Hitec® as PCM. Solar Worls Congress 2017 / Solar Heating 

and Cooling 2017, 29 October – 2 November, 2017. Abu Dhabi, United Arab Emirates. 

10. Rodriguez-Garcia, M. M; Rojas, E. Operational Experience in an Experimental Molten Salt Thermal Storage. The MOSA Facility. 23rd  SolarPACES  Conference, 

September 26‐29, 2017. Santiago, Chile. 

11. Sallaberry,  F., Valenzuela,  L.,  López‐Martín, R., García de  Jalón, A.,  Perez, D. Receiver 

tube  heat  losses  model  for  standardized  testing.  23rd  SolarPACES  Conference, 

September 26‐29, 2017. Santiago, Chile. 

12. Setien, E., Fernández‐Reche, J., Ariza‐Camacho, M.J., Álvarez‐de‐Lara, M. Solar aging of 

receivers make of nickel  super alloys. 23rd SolarPACES Conference, September 26‐29, 

2017. Santiago, Chile. 

13. Setien,  E.,  Fernández‐Reche,  J.,  Ariza‐Camacho,  M.J.,  Álvarez‐de‐Lara,  M.  Spacial 

distribution  of  microstructure  of  solar  receivers  exposed  to  high  solar  fluxes.  23rd 

SolarPACES Conference, September 26‐29, 2017. Santiago, Chile. 

14. Soares,  J., Oliveira, A., Valenzuela, L. Numerical simulation and assessment of 5 MWel 

hybrid  system  with  a  parabolic  trough  once‐through  steam  generator  coupled  to 

biomass  gasification.  23rd  SolarPACES  Conference,  September  26‐29,  2017.  Santiago, 

Chile. 

15. Zaversky, F., Sánchez, M., Roldán, M.I., Ávila‐Marín, A.L., Füssel, A., Adler, J., Knoch, A., 

Dreitz, A. Experimental Evaluation of Volumetric Solar Absorbers –Ceramic Foam vs. an 

 

147  

Innovative Rotary Disc Absorber Concept. 23rd SolarPACES Conference, September 26‐

29, 2017. Santiago, Chile. 

16. Willwerth, L.; Rodriguez‐García, M.M., Rojas, E., Ben Cheikh, R.; Ferchichi, S.;  Jmili, A.; 

Baba, A.; Soares,  J.; Parise, F.; Weinzierl, B., Krüger, D.; Commissioning and Tests of a 

Mini CSP Plant. . 23rd SolarPACES Conference, September 26‐29, 2017. Santiago, Chile. 

Posters 

1. Alonso‐Montesinos,  J.,  Fernández‐Reche,  J.,  Barbero,  F.J., Monterreal,  R.,    López,  G., 

Enrique, R., Polo, J., Ballestrín, J., Marzo, A., Bosch, J.L., Carra, M.E., Batlles, F.J. A First 

Approach of the Direct Normal Irradiance Forecasting in the Receiver of a Central Tower 

Combining Remote Sensing Techniques and Solar Power Plant Models. 23rd SolarPACES 

Conference, September 26‐29, 2017. Santiago, Chile.  

2. Ballestrín,  J.,  Carra,  M.E.,  Enrique,  R.,  Monterreal,  R.,  Fernández‐Reche,  J.,  Polo,  J., 

Casanova,  M.,  Barbero,  F.J.,  Marzo,  A.  Characterization  of  a  Lambertian  Target  for 

Measurement  Techniques  on  Solar  Concentration.  23rd  SolarPACES  Conference, 

September 26‐29, 2017. Santiago, Chile. 

3. Ballestrín,  J.,  Monterreal,  R.,  Carra,  M.E.,  Fernández‐Reche,  J.,  Polo,  J.,  Enrique,  R., 

Rodríguez,  J., Casanova, M., Barbero, F.J., Alonso‐Montesinos,  J., López, G., Bosch,  J.L., 

Batlles, F.J., Marzo, A. Novel Measurement System for Solar Extinction. 23rd SolarPACES 

Conference, September 26‐29, 2017. Santiago, Chile. 

4. Barbero,  F.J., Alonso‐Montesinos,  J.,  Batlles,  F.J.,  Polo,  J.,  López‐Rodriguez, G.,  Bosch, 

J.L., Ballestrín,  J., Carra, M.E.,  Fernández‐Reche,  J.  Evolution of  the Aerosol Extinction 

Coefficient  at  100 m  Above  Ground  During  an  Episode  of  Saharan  Dust  Intrusion  as 

Derived  from Data Registered by a Ceilometer  in Almería  (SE Spain). 23rd SolarPACES 

Conference, September 26‐29, 2017. Santiago, Chile. 

5. Bayón, R; Rojas, E., Analysis of Packed‐Bed Thermocline Storage Tank Performance by 

Means of  a New Analytical  Function.  23rd  SolarPACES  Conference,  September  26‐29, 

2017. Santiago, Chile. 

6. León,  J.,  Clavero,  J.,  Valenzuela,  L.,  Zarza,  E., Hilgert,  C.,  Reinhalter, W.  Test  loop  for 

inter‐connections  of  parabolic  trough  collectors.  23rd  SolarPACES  Conference, 

September 26‐29, 2017. Santiago, Chile. 

7. López, G., Gueymard,  C.,  Bosch,  J.L.,  Alonso‐Montesinos,  J.,  Rapp‐Arrarás,  I.,  Polo,  J., 

Ballestrín,  J., Barbero, F.J., Caro‐Parrado, M.J., Batlles, F.J. Estimation of Visibility  from 

Spectral  Irradiance  Using  Artificial  Neural  Networks.  23rd  SolarPACES  Conference, 

September 26‐29, 2017. Santiago, Chile. 

8. Marzo, A., Polo, J., Wilbert, S., Jessen, W., Gueymard, c., Ferrada, P., Alonso‐Montesinos, 

J., Ballestrín, j. Sunbelt Spectra comparison with Standard ASTM G173: the Chilean case. 

23rd SolarPACES Conference, September 26‐29, 2017. Santiago, Chile. 

9. Monterreal,  R.,  Enrique,  R.,  Fernández‐Reche,  J.  Indirect  procedure  for  correcting  tilt 

errors  in heliostats  tracking mechanisms. 23rd SolarPACES Conference, September 26‐

29, 2017. Santiago, Chile. 

10. Rodriguez-Garcia, M. M, Giovanni Giansiracusa, G; Leone, P.; Lanzini, A.; Zarza, E. Inverse Heat Transfer Analysis of Porous Materials for Isolating the Foundation of Solar Thermal Storage Systems. 23rd  SolarPACES  Conference, 

September 26‐29, 2017. Santiago, Chile. 

 

148  

11. San Vicente, G., German, N., Farchado, M., Morales, A. Antireflective coatings on quartz 

glass for high temperature solar receivers. 23rd SolarPACES Conference, September 26‐

29, 2017. Santiago, Chile. 

12. Polo,  J., Alonso‐Montesinos,  J.,  López‐Rodríguez, G., Ballestrín,  J., Bosch,  J.L., Barbero, 

F.J., Carra, M.E., Fernández‐Reche, J., Batlles, F.J. Modelling Atmospheric Attenuation at 

Different AOD Time‐scales in Yield Performance of Solar Tower Plants. 23rd SolarPACES 

Conference, September 26‐29, 2017. Santiago, Chile.  

13. Setien,  E.,  López‐Martín,  R.,  Valenzuela,  L.  Quantitative  vacuum  status  of  parabolic 

trough  receivers by  infrared  radiometry. 23rd  SolarPACES Conference,  September 26‐

29, 2017. Santiago, Chile. 

 

SOLAR DESALINATION UNIT 

SCI PUBLICATIONS 

1. Altaee, A., G.J. Millar, G. Zaragoza, A. Sharif. Energy Efficiency of RO and FO‐RO system 

for High Salinity Seawater Treatment. Clean Technologies and Environmental Policy, 19 

(1), 77‐91, 2017. 

2. Ruiz‐Aguirre, A., J.A. Andres‐Mañas, J.M. Fernández‐Sevilla, G. Zaragoza. Comparative 

characterization of three commercial spiral‐wound membrane distillation modules. 

Desalination and Water Treatment 61, 152‐159, 2017. 

3. Andrés‐Mañas, J.A., P. Palenzuela, L. Cornejo, D.C. Alarcón‐Padilla, G. Acién, G. Zaragoza. 

Preliminary evaluation of the use of vacuum membrane distillation for the production of 

drinking water in Arica (Chile). Desalination and Water Treatment 61, 160‐169, 2017. 

4. Altaee, A., P. Palenzuela, G. Zaragoza, A.A. Al Anezi. Single and Dual Stage Closed‐Loop 

Pressure Retarded Osmosis for Power Generation: Feasibility and Performance. Applied 

Energy 191, 328‐345, 2017. 

5. Ruiz‐Aguirre, A., M.I. Polo‐López, P. Fernández‐Ibáñez, G. Zaragoza. Integration of 

Membrane Distillation with solar photo‐Fenton for purification of water contaminated 

with Bacillus sp and Clostridium sp spores. Science of the Total Environment 595, 110‐

118, 2017. 

6. Altaee, A., G. Zaragoza, E. Drioli, J. Zhou. Evaluation the Potential and Energy Efficiency 

of Dual Stage Pressure Retarded Osmosis Process. Applied Energy 199, 359‐369, 2017. 

7. Papapetrou, M., A. Cipollina, U. La Commare, G. Micale, G. Zaragoza, G. Kosmadakis. 

Assessment of methodologies and data used to calculate desalination costs. 

Desalination 419, 8‐19, 2017. 

8. Ruiz‐Aguirre, A., J.A. Andres‐Mañas, J.M. Fernández‐Sevilla, G. Zaragoza. Modeling and 

optimization of a commercial permeate gap spiral wound membrane distillation module 

for seawater desalination. Desalination 419, 160‐168, 2017. 

9. Chorak, A., P. Palenzuela, D. C. Alarcón‐Padilla, A. Ben Abdellah. Experimental 

characterization of a multi‐effect distillation system coupled to a flat plate solar collector 

field: Empirical correlations. Applied Thermal Engineering 120 (2017) 298‐313. 

 

149  

10. Carballo, J.A., Javier Bonilla, Lidia Roca, Alberto de la Calle, Patricia Palenzuela, Manuel 

Berenguel. Optimal operating conditions analysis of a multi‐effect distillation plant. 

Desalination and Water Treatment 69 (2017) 229‐235. 

11. Bonilla, J., de la Calle, A., Rodríguez‐García, M. M., Roca, L., & Valenzuela, L. (2017). 

Study on shell‐and‐tube heat exchanger models with different degree of complexity for 

process simulation and control design. Applied Thermal Engineering, 124, 1425‐1440. 

12. Bonilla, J., Roca, L., de la Calle, A., & Dormido, S. (2017). Modelo Dinámico de un 

Recuperador de Gases ‐ Sales Fundidas para una Planta Termosolar Híbrida de Energías 

Renovables (Dynamic Model of a Molten Salt ‐ Gas Heat Recovery System for a Hybrid 

Renewable Solar Thermal Power Plant). Revista Iberoamericana de Automática e 

Informática Industrial, 14, 70‐81. 

13. Ortega‐Delgado, B., Cornali, M., Palenzuela, P., Alarcón‐Padilla, D.C. Operational analysis 

of the coupling between a multi‐effect distillation unit with thermal vapor compression 

and a Rankine cycle power block using variable nozzle thermocompressors. Applied 

Energy, 204, pp. 690‐701, 2017. 

14. Cornejo, L., Martín‐Pomares, L., Alarcon, D., Blanco, J., Polo, J. A thorough analysis of 

solar irradiation measurements in the region of Arica Parinacota, Chile (2017) 

Renewable Energy, 112, pp. 197‐208. 

15. Altaee, A., J. Zhou, A.A. Alanezi, G. Zaragoza. Pressure retarded osmosis process for 

power generation: Feasibility, energy balance and controlling parameters. Applied 

Energy 206, 303‐311, 2017. 

16. Cipollina, A., Agnello, M., Piacentino, A., Tamburini, A., Ortega, B., Palenzuela, P., 

Alarcón, D., Micale, G. A dynamic model for MED‐TVC transient operation. Desalination 

413 (2017) 234‐257. 

 

PRESENTATIONS AT CONGRESSES 

1. G. Zaragoza, A. Ruiz‐Aguirre, J.A. Andrés‐Mañas, P.A. Davies. Modeling spiral‐wound 

commercial modules for applications of membrane distillation. Oral presentation. 3rd 

International Conference on Desalination using Membrane Technology. Gran Canaria 

(Spain), 2‐5 April 2017. 

2. J.A. Andrés‐Mañas, P. Palenzuela, D.C. Alarcón‐Padilla, F.G. Acién, G. Zaragoza. 

Membrane distillation for the treatment of high‐salinity aqueous solutions in the 

regeneration of salinity gradient resources. Oral presentation. Euromed 2017: 

Desalination for Clean Water and Energy: Cooperation around the World. Tel Aviv 

(Israel), 9‐12 May 2017.  

3. P. Palenzuela, D.C. Alarcón‐Padilla, G. Zaragoza. Multi‐effect distillation for regeneration 

of saline solutions used in a RED close‐loop process. Oral presentation. Euromed 2017: 

Desalination for Clean Water and Energy: Cooperation around the World. Tel Aviv 

(Israel), 9‐12 May 2017. 

4. G. Zaragoza, J.A. Andrés‐Mañas, A. Ruiz‐Aguirre. Membrane distillation at industrial 

scale: state of the art of current modules. Invited oral presentation. 5th International 

Scientific Conference on Pervaporation, Vapor Permeation and Membrane Distillation. 

Torun (Poland), 20‐23 June 2017. 1O224 

 

150  

5. Bonilla, J., Carballo, J. A., Roca, L., & Berenguel, M. (2017). Development of an open 

source multi‐platform software tool for parameter estimation studies in FMI models. In 

12th International Modelica conference 2017 (pp. 683‐692). 15‐17 May 2017, Prague, 

Czech Republic. 

6. Carballo J. A., Bonilla J., Palenzuela P., Roca L., de la Calle, A. (2017). Optimal operating 

conditions analysis for a double‐effect absorption heat pump coupled to a multi effect 

distillation plant. P√≥ster en Desalina on for Clean Water and Energy: Coopera on 

around the World, Euromed, 9‐12 May 2017, Tel Aviv, Israel. 

7. J. D. Gil, L. Roca, A. Ruiz‐Aguirre, G. Zaragoza, J. L. Guzman, and M. Berenguel, “Using a 

Nonlinear Model Predictive Control strategy for the efficient operation of a solar‐

powered membrane distillation system”. Oral presentation. 25th Mediterranean 

Conference on Control and Automation, MED 2017. Valletta (Malta), 3‐6 julio 2017. 

8. J. D. Gil, L. Roca, M. Berenguel, A. Ruiz‐Aguirre, and G. Zaragoza, “Control predictivo 

para la operación eficiente de una planta formada por un sistema de desalación solar y 

un invernadero". Poster. XXXVIII Jornadas de Automática, Gijón, 6‐8 septiembre 2017. 

9. G. Zaragoza. Comparative analysis of commercial MD modules based on flat sheet 

membranes. Invited oral presentation. 2nd International Symposium on Innovative 

Desalination Technologies. Gyeongju (Corea del Sur), 20‐21 September 2017. 

10. T. Orth, D.C. Alarcón‐Padilla, G. Zaragoza, P. Palenzuela, P. Mueller. Shaping the future 

of thermal desalination with high performnace heat conducting polymer tubes. Oral 

presentation. IDA World Congress 2017: Water Reuse and Desalination. Sao Paulo 

(Brasil), 15‐20 October 2017. 

11. G. Zaragoza, J.A. Andrés‐Mañas, A. Ruiz‐Aguirre. State of the art of membrane 

distillation at industrial scale. Invited oral presentation. 2017 EU‐China Workshop on 

Research and Application of Membrane ‐ Membrane Systems for Water Treatment and 

Reuse. Weihai (China), 17‐18 November 2017. 

12. Campos, E., Molina, F., Terrero, P., Zarzo, D., Calzada, M., Cano, J.L., Palenzuela, P., 

Alarcón‐Padilla, D.C. Development of an innovative and efficient system for solar 

desalination with Zero Liquid Discharge (ZLD). The International Desalination Association 

World Congress on Desalination and Water Reuse 2017. Sao Paulo, Brazil, October, 15‐

20, 2017. IDAWC REF: 17WC‐58231. 

13. Ortega‐Delgado, B., Palenzuela, P., Alarcón‐Padilla, D.C. Yearly simulations of the 

electricty and fresh water productions in PT‐CSP+MED‐TVC plants: Case study in Almería 

(Spain). Oral Presentation. SolarPACES 2017.Solar Power & chemical Energy Systems. 

Santiago de Chile (Chile). September, 26‐29, 2017. 

14. Palenzuela, P., Cortinovis, L., Finassi, S., Alarcón‐Padilla, D.C., Franchini, G. Solar 

Polygeneration for Electricty, Cooling and Freshwater Production: Integration of an 

Absorption Chiller and an MED unit into a CSP plant. Poster. SolarPACES 2017.Solar 

Power & chemical Energy Systems. Santiago de Chile (Chile). September, 26‐29, 2017. 

15. Ibarra, M., Rovira, A., Alarcón‐Padilla, D.C. Techno‐economic assessment of a small solar 

driven Organic Rankine Cycle unit for remote areas. Poster. SolarPACES 2017.Solar 

Power & chemical Energy Systems. Santiago de Chile (Chile). September, 26‐29, 2017. 

 

 

 

151  

BOOK CHAPTERS 

1. Palenzuela, P., G. Zaragoza, B. Peñate, V. Subiela, D.C. Alarcón‐Padilla and L. García‐

Rodríguez. The use of solar energy for small‐scale autonomous desalination. En: 

“Renewable energy technologies for water desalination”; Eds: Mahmoudi, Ghaffour, 

Goosen, Bundschuh; CRC Press/Balkema Taylor & Francis Group; 2017. 

ISBN: 9781138029170. 

2. Cabrera, F.J., J.A. Sánchez‐Molina, G. Zaragoza, M. Pérez‐García, and F. Rodríguez‐Díaz. 

Renewable energies for greenhouses in semi‐arid climates. En: “Geothermal, Wind and 

Solar Energy Applications in Agriculture and Aquaculture”, Eds: Bundschuh, Piechocki, 

Chandrasekharam, Chen; CRC Press/Balkema Taylor & Francis Group; 2017. ISBN: 

9781138029705. 

3. Fernández‐Ibáñez, P., M.I. Polo‐López, S. Malato, A. Ruiz‐Aguirre, and G. Zaragoza. Solar 

photocatalytic disinfection of water for reuse in irrigation. En: “Geothermal, Wind and 

Solar Energy Applications in Agriculture and Aquaculture”, Eds: Bundschuh, Piechocki, 

Chandrasekharam, Chen; CRC Press/Balkema Taylor & Francis Group; 2017. ISBN: 

9781138029705. 

4. Book: Evaluación de sistemas comerciales en espiral de destilación por membranas y su 

aplicación al tratamiento de aguas. A. Ruiz‐Aguirre, G. Zaragoza, J.M. Fernández‐Sevilla. 

Colección Documentos CIEMAT. ISBN: 978‐84‐7834‐781‐0. DL: M‐31485‐2017. 

5. Book: Theoretical Analysis of High Efficient Multi‐Effect Distillation Processes and Their 

Integration into Concentrating Solar Power Plants. B. Ortega Delgado, P. Palenzuela 

Ardila, D.C. Alarcón Padilla, L. García Rodríguez. Colección Documentos CIEMAT. ISBN: 

978‐84‐7834‐789‐6. DL: M‐35056‐2017. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

152  

WATER SOLAR TREATMENT UNIT 

DISSERTATIONS  

1. Perez‐Estrada L. Fingerprinting indigenous organic pollutants and its degradation products 

using UPLC‐ESI‐Ion‐Mobility (T‐wave)/TOF‐MS. Agilent Ion Mobility Spectrometry Seminar. 

Manchester (UK), January 12th, 2017. 

2. Perez‐Estrada L. Testing performance of the separation potential of the SelexIon (FAIMS) in 

a 6600 Triple‐TOF/MS for untreated complex samples. AB Sciex, Warrington (UK), May 

24th‐26th, 2017. 

3. Malato S. Ponencia en “Workshop & NIS colloquium. Keywords: environment, water, 

sustainable materials, circular economy. Towards 2018‐20 European proposals”. Università 

di Torino – Dipartimento di Chimica, 20‐21 April 2017. 

4. Malato Rodríguez, S. Treatment of CECs by solar driven AOPs. 2nd Summer School on 

Environmental Applications of Advanced Oxidation Processes and Training School on 

Advanced Treatment Technologies and Contaminants of Emerging Concern. Biblioteca 

Municipal Almeida Garrett, Porto, Portugal. July 10th ‐14th, 2017. 

5. Malato Rodríguez, S. Energías renovables: claves para un nuevo impulso en la provincia de 

Almería. Ponencia Curso de Verano de Univ. de Almería Roquetas de Mar (España). 3‐5 

Julio 2017.  

6. Malato Rodríguez, S. Taller especializado en Ingeniería Verde. IV Congreso Internacional de 

Quimica e Ingeniería Verde. Monterrey (Mexico). 6‐8 Septiembre 2017.  

7. Malato Rodríguez, S. Jornadas de Transferencia y Divulgación Científica 2017. Grupo  de 

Tratamiento de Aguas de la Universidad de Extremadura. Ponencia en Ámbito Cultural de 

El Corte Inglés de Badajoz. 19 de Octubre 2017. 

 

SCIENTIFIC PUBLICATIONS LISTED IN SCI 

1. Ponce‐Robles L., Miralles‐Cuevas S., Oller I., Agüera A., Trinidad‐Lozano M.J., Yuste F.J., 

Malato S. Cork boiling wastewater treatment and reuse through combination of advanced 

oxidation technologies. Environmental Science and Pollution Research, 24 (2017) 6317‐

6328.  

2. Miralles‐Cuevas S., Oller I., Agüera A., Sánchez Pérez J.A., Malato S. Strategies for reducing 

cost by using solar photo‐Fenton treatment combined with nanofiltration to remove 

microcontaminants in real municipal effluents: Toxicity and economic assessment. 

Chemical Engineering Journal, 318 (2017) 161‐170.  

3. Prieto‐Rodríguez L., Oller I., Agüera A., Malato S. Elimination of organic micro‐

contaminants in municipal wastewater by a combined immobilized biomass reactor and 

solar photo‐Fenton tertiary treatment. Journal of Advanced Oxidation Technologies, 20 

(2017) 20160192.  

4. Poblete R., Oller I., Maldonado M.I., Luna Y., Cortes E. Cost estimation of COD and color 

removal from landfill leachate using combined coffee‐waste based activated carbon with 

advanced oxidation processes. Journal of Environmental Chemical Engineering, 5 (2017) 

114‐121.  

5. Miralles‐Cuevas S., Oller I., Agüera A., Llorca M., Sánchez‐Pérez J.A., Malato S. Combination 

of nanofiltration and ozonation for the remediation of real municipal wastewater 

 

153  

effluents: Acute and chronic toxicity assessment. Journal of Hazardous Materials, 323 

(2017) 442‐451.  

6. Miralles‐Cuevas S., Darowna D., Wanag A., Mozia S., Malato S., Oller I. Comparison of 

UV/H2O2, UV/S2O82−, solar/Fe(II)/H2O2 and solar/Fe(II)/S2O82− at pilot plant scale for 

the elimination of micro‐contaminants in natural water: An economic assessment. 

Chemical Engineering Journal, 310 (2017) 514‐524.  

7. De la Obra I., Ponce‐Robles L., Miralles‐Cuevas S., Oller I., Malato S., Sánchez Pérez J. 

Microcontaminant removal in secondary effluents by solar photo‐Fenton at circumneutral 

pH in raceway pond reactors. Catalysis Today, 287 (2017) 10‐14.  

8. Abeledo‐Lameiro M.J., Reboredo‐Fernández A., Polo‐López M.I., Fernández‐Ibáñez P., 

Ares‐Mazás E., Gómez‐Couso H. Photocatalytic inactivation of the waterborne protozoan 

parasite Cryptosporidium parvum using TiO2/H2O2 under simulated and natural solar 

conditions. Catalysis Today, 280 (2017) 132–138.  

9. Yoosefi Booshehri A., Polo‐Lopez M.I., Castro‐Alférez M., He P., Xu R., Rong W., Malato S., 

Fernández‐Ibáñez P. Assessment of solar photocatalysis using Ag/BiVO4 at pilot solar 

Compound Parabolic Collector for inactivation of pathogens in well water and secondary 

effluents. Catalysis Today, 281 (2017) 124–134.  

10. Castro‐Alférez M., Polo‐López M.I., Marugán J., Fernández‐Ibáñez P. Mechanistic model of 

the Escherichia coli inactivation by solar disinfection based on the photo‐generation of 

internal ROS and the photo‐inactivation of enzymes: CAT and SOD. Chemical Engineering 

Journal, 318 (2017) 214–223.  

11. Castro‐Alférez M., Polo‐López M.I., Marugán J., Fernández‐Ibáñez P. Mechanistic modelling 

of UV and mild‐heat synergistic effect on solar water disinfection. Chemical Engineering 

Journal, 316 (2017) 111–120.  

12. Ruiz‐Aguirre A., Polo‐López M.I., Fernández‐Ibáñez P., Zaragoza G. Integration of 

Membrane Distillation with solar photo‐Fenton for purification of water contaminated 

with Bacillus sp. and Clostridium sp. Spores. Science of the Total Environment, 595 (2017) 

110–118.  

13. Bianco A., Polo‐López M.I., Fernández‐Ibáñez P., Brigante M., Mailhot G. Disinfection of 

water inoculated with Enterococcus faecalis using solar/Fe(III)EDDS‐H2O2 or S2O82‐ 

process. Water Research, 118 (2017) 249‐260.  

14. Polo‐López M.I., Castro‐Alférez M., Nahim‐Granados S., Malato S., Fernández‐Ibáñez P. 

Legionella jordanis inactivation in water by solar driven processes: EMA‐qPCR versus 

culture‐based analyses for new mechanistic insights. Catalysis Today, 287 (2017) 15–21.  

15. Mantzavinos D., Poulios I., Fernández‐Ibañez P., Malato S. Environmental Applications of 

Advanced Oxidation Processes (EAAOP4). Catalysis Today, 280 (2017).  

16. Vítor J.P. Vilar, Camila C. Amorim, Gianluca Li Puma, Sixto Malato, Dionysios D. Dionysiou. 

Intensification of photocatalytic processes for niche applications in the area of water, 

wastewater and air treatment. Chemical Engineering Journal, 310 (2017) 329‐588.  

17. Vítor J.P. Vilar, Camila C. Amorim, Enric Brillas, Gianluca Li Puma, Sixto Malato, Dionysios 

D. Dionysiou. AOPs: Recent advances in overcome barriers in the treatment of water, 

wastewater and air. Environ. Sci. Pollut. Res, 24 (7) (2017) 5987‐5990. 

18. Malato S., Zsolt P. Materials for photocatalytic degradation of contaminants of 

environmental concern. Catalysis Today, 284 (2017) 1‐236. 

 

154  

19. Páramo‐Vargas J., Maldonado‐Rubio M.I., Gómez‐Castro F.I., Peralta‐Hernández J.M. 

Modelling the Fenton depuration of the effluent from a slaughterhouse based on design of 

experiments. MOJ Ecology & Environmental Science, 2 (2017), 00018. 

20. Malato S., Fernández‐Ibañez P., Robert D., Keller N. Selected contributions of the 9th 

European Meeting on Solar Chemistry and Photocatalysis: Environmental Applications 

(SPEA‐9). Catalysis Today 287 (2017).  

21. Keller N., Malato S. Collection of papers of the 9th European Meeting on Solar Chemistry 

and Photocatalysis: Environmental Applications (SPEA9). Photochemcial and 

Photobiological Sciences 16 (1) (2017).  

22. Aguas Y., Hincapie M., Fernández‐Ibáñez P., Polo‐López M.I. Solar photocatalytic 

disinfection of agricultural pathogenic fungi (Curvularia sp.) in real urban wastewater. 

Science of the Total Environment 607–608 (2017) 1213–1224. 

23. Garrido‐Cardenas J.A., Polo‐López M.I., Oller‐Alberola I. Advanced microbial analysis for 

wastewater quality monitoring: metagenomics trend. Appl Microbiol Biotechnol. 101 

(2017) 7445–7458. 

24. Campos‐Mañas M.C., Plaza‐Bolaños P., Sánchez‐Pérez J.A., Malato S., Agüera A. Fast 

determination of pesticides and other contaminants of emerging concern in treated 

wastewater using direct injection coupled to highly sensitive ultra‐high performance liquid 

chromatography‐tandem mass spectrometry. J. Chromatogr. A 1507 (2017), 84–94. 

25. Matos J., Miralles‐Cuevas S., Ruíz‐Delgado A., Oller I., Malato S. Development of TiO2‐C 

photocatalysts for solar treatment of polluted water. Carbon 122 (2017), 361‐373.  

 

BOOKS CHAPTERS, AND NOT SCI JOURNALS 

1. Pérez‐Estrada L., Malato S., Oller I., Maldonado M.I., Polo‐López I. Tecnologías Solares para 

el tratamiento, reutilización de aguas residuales urbanas y valorización de residuos 

extraídos. FuturEnviro (www.futurenviro.es). Jun 14, 2017.  

2.  

3. Malato S. Descontaminación de aguas mediante oxidación avanzada con radiación solar: 

un proceso doblemente sostenible. Capitulo 2 en: Procesos de oxidación avanzada en el 

ciclo integral del agua. Colección: Cátedra FACSA de Innovación en el Ciclo Integral del 

Agua. Sergio Chiva Vicent, Jose Guillermo Berlanga Clavijo, Raúl Martínez Cuenca, Javier 

Climent Agustina (Eds.). Publicacions de la Universitat Jaume I. Servei de Comunicació i 

Publicacions (Castellón, España). ISBN: 978‐84‐16546‐30‐5. 2017.  

4. Castro Alferez M., Polo López M.I., Marugan J., Fernández‐Ibáñez P. Kinetic modelling of 

the escherichia coli inactivation in water by solar radiation: applications to SODIS. ISBN: 

978‐84‐7834‐778‐0, Pags. 1‐298 (2017) Colección Documentos CIEMAT. 

5. Fernández‐Ibáñez P., Polo‐López M.I., Malato S., Ruiz‐Aguirre A., Zaragoza G. Solar 

photocatalytic disinfection of water for reuse in irrigation (Chapter 9). In Series: 

Sustainable Energy Developments, Volume 13, Geothermal, Wind and Solar Energy 

Applications. Editor Jochen Bundschuh. CRC Press/Balkema Schipholweg, The Netherlands. 

ISBN: 978‐1‐138‐02970‐5. (2017). Pp. 195‐211.  

 

 

 

 

155  

PRESENTATIONS AT CONGRESS: GUEST LECTURES  

1. Malato S., Oller I., Miralles‐Cuevas S., Maldonado M.I., Perez‐Estrada L. Different 

applications of solar photo‐Fenton process: economical approach and comparison with 

other AOPs. 5th European Conf. on Environmental Appl. of Advanced Oxid. Proc. 

(EAAOP5), 25‐29 June, 2017, Prague (Czech Rep.) Book of Abstracts Pag. 48. Keynote (KL6).  

2. Polo‐López M.I., Maldonado Rubio M.I., Pérez‐Estada L., Oller Alberola I., Malato Rodríguez 

S. Solar water purification and reuse: new photocatalytic materials and pilot plants 

experiences. Photocatalytic and Superhydrophilic Surfaces Workshop PSS2017. Museum of 

Science and Industry, Manchester, Reino Unido. 7‐8 Diciembre 2017. Invited oral. 

  PRESENTATIONS AT CONGRESS: PLENARY PRESENTATIONS  

1. Malato S. Treatment of contaminants of emerging concern: applications by Solar AOPs and 

combination with other technologies. 3rd Iberoam. Conf. on Adv. Oxid. Tech.. (III CIPOA). 

November 14th‐17th, 2017, Guatape (Colombia). Plenary lecture. 

 

PRESENTATIONS AT CONGRESS: ORAL PRESENTATIONS  

1. Martínez‐Piernas A.B., Polo‐López M.I., Fernandez‐Ibañez P., Agüera A. Development and 

application of analytical methods for the determination of contaminants of emerging 

concern in crops and soils irrigated with reclaimed water. 13th SOLLAB doctoral 

colloquium. Alexanderplatz, Berlín (Germany), May 15‐17 (2017), Oral, pag. 13. Abstract 

Book.  

2. Nahim‐Granados S., Sánchez Pérez J.A., Polo‐López M.I. Solar photochemical processes: an 

alternative water disinfection treatment in fresh‐cut industry. 13th SOLLAB doctoral 

colloquium. Alexanderplatz, Berlín (Germany), May 15‐17 (2017), Oral, pag. 14. Abstract 

Book.  

3. Ruíz‐Delgado A., Ponce Robles L., Salmerón I., Oller I., Polo‐López M.I., Malato S., Agüera A. 

Treatment Strategy for Landfill Leachate Solar Remediation and Reuse. 13th SOLLAB 

doctoral colloquium. Alexanderplatz, Berlín (Germany), May 15‐17 (2017), Oral, pag. 16. 

Abstract Book.  

4. Polo‐López M.I., Nahim‐Granados S., Castro‐Alférez M., Marugán J., Fernández‐Ibáñez P. 

Evaluation of solar water disinfection model for E. coli  inactivation at real field conditions. 

5th European Conference on Environmental Applications of Advance Oxidation Processes. 

Prague (Czech Republic), June 25‐29 (2017), Oral 41, pag. 103. Abstract Book.  

5. Nahim‐Granados S., Sánchez‐Pérez J.A., Polo‐López M.I. Solar photochemical processes: an 

alternative water disinfection treatment in fresh‐cut industry. 2nd summer school on 

Environmental Applications of Advanced Oxidation Processes of the European PhD School 

on AOPs and NEREUS COST Action ES1403 Summer School on Advanced Treatment 

Technologies and Contaminants of Emerging Concern, Porto (Portugal), 10‐14 Julio 2017. 

Short oral communication (OP19), pag. 21 Abstract book.  

 

 

 

156  

6. Moreira N.F.F., Narciso‐da‐Rocha C., Polo‐López M.I., Faria J.K., Manaia C.M., Fernández‐

Ibañez P., Nunes O.C., Silva A.M.T. Solar Advanced Oxidation Processes for the Treatment 

of Urban Wastewater: Chemical and Biological Response. 2nd summer school on 

Environmental Applications of Advanced Oxidation Processes of the European PhD School 

on AOPs and NEREUS COST Action ES1403 Summer School on Advanced Treatment 

Technologies and Contaminants of Emerging Concern, Porto (Portugal), 10‐14 Julio 2017. 

Short oral communication (OP26), pag. 23 Abstract book.  

7. Ruíz‐Delgado A., Ponce Robles L., Salmerón I., Oller I., Polo‐López M.I., Malato S., Agüera A. 

Combination of advanced technologies for landfill leachate treatment and nutrient 

recovery. 2nd summer school on Environmental Applications of Advanced Oxidation 

Processes of the European PhD School on AOPs and NEREUS COST Action ES1403Summer 

School on Advanced Treatment Technologies and Contaminants of Emerging Concern, 

Porto (Portugal), 10‐14 Julio 2017. Short oral communication (OP4), pag. 16 Abstract book.  

8. Moreira N.F.F., Narciso‐da‐Rocha C., Polo‐López M.I., Pastrana‐Martínez L.M., Faria J.L., 

Manaia C.M., Fernández‐Ibáñez P., Nunes O.C., Silva A.M.T. Pilot‐scale H2O2‐assisted 

heterogeneous photocatalytic treatment of effluents from urban wastewater treatment 

plants. 13th European congress on catalysis (Europacat2017). Florencia (Italia) 27‐31 

August 2017, Oral communication. Abstract book.  

9. Ponce‐Robles L., Agüera A., Oller I., Pérez‐Estrada L., Trinidad‐Lozano M.J., Yuste F.J., 

Malato S. Cork boiling wastewater treatment and reuse by combination of Advanced 

physicochemical technologies. Cork in Science and Applications (CSA 2017). September 

7th‐8th, 2017, Aviero (Portugal). Oral Communication. Abstract book.  

10. Aguas‐Mendoza Y., Hincapie M., Polo‐López M.I., Fernández‐Ibáñez P. Solar AOPs for 

disinfection and reuse of real urban wastewater for agriculture: Assessment of total 

coliforms, E.coli, salmonella and E.faecalis. 3rd Iberoamerican Conference on Advanced. 

Oxidation Technologies (III CIPOA) and 2nd Colombian Conference on Advanced Oxidation 

Processes (II CCPAOX). Guatape (Colombia), 14‐17 November 2017. Short Oral 

communication (Nº 31). Abstract book. 

11. Martínez‐Piernas A.B., Nahim‐Granados S., Polo‐López M.I., Malato S., Murgolo S., 

Mascolo G., Fernández‐Ibáñez P., Agüera A. Suspect‐screening Strategy Applied To The 

Identification Of Transformation Products Of Carbamazepine In Lettuce And Soil 

Commodities. 18th European Meeting on Environmental Chemistry (EMEC18), Porto 

(Portugal), 26 ‐29 Noviembre 2017. Oral communication. Pag. 145, Abstract book.  

 

PRESENTATIONS AT CONGRESS: POSTER PRESENTATIONS  

1. Nahim‐Granados S., Castro‐Alférez M., Sánchez‐Pérez J.A., Polo‐López M.I. Solar water 

treatments for fresh‐cut produce industry: sanitation and reduction of the water 

consumption. 5th European Conference on Environmental Applications of Advance 

Oxidation Processes EAAOP5. Prague, Czech Republic. 25‐29 June, 2017. Book of Abstracts, 

pag. 353. Poster (P‐10‐3). Ruíz‐Delgado A., Ponce Robles L., Salmerón I., Oller I., Polo‐López 

M.I., Malato S., Agüera A. Landfill leachate treatment and reuse for nutrient recovery by 

combination of advanced technologies. 5th European Conference on Environmental 

Applications of Advance Oxidation Processes EAAOP5. Prague, Czech Republic. 25‐29 June, 

2017. Book of Abstracts, pag. 434. Poster (P‐17‐5). 

 

157  

 

 

2. Ruíz‐Delgado A., Miralles‐Cuevas S., Cornejo‐Ponce L., Malato S., Oller I. EDDS as 

complexing agent for enhancing solar advanced oxidation processes to degrade micro‐

contaminants in natural water: assessment of iron species and oxidant agents. 5th 

European Conf. on Environmental Appl. of Advanced Oxid. Proc. (EAAOP5), 25‐29 June, 

2017, Prague (Czech Rep.) Book of Abstracts Pag. 419. Poster (P13‐33).  

3. Soriano‐Molina P., de la Obra I., Malato S., García Sánchez J.L., Sánchez Pérez J.A. Kinetics 

of micropollutant removal by solar photo‐Fenton with Fe(III)‐EDDS at neutral pH. 5th 

European Conf. on Environmental Appl. of Advanced Oxid. Proc. (EAAOP5), 25‐29 June, 

2017, Prague (Czech Rep.) Book of Abstracts Pag. 151. Poster (SPC II‐11).  

4. Ponce‐Robles L., Agüera A., Pérez‐Estrada L., Malato S., Oller I. Advanced analytical 

techniques applied to cork boiling wastewater treatment and reuse by using advanced 

oxidation processes. 5th European Conf. on Environmental Appl. of Advanced Oxid. Proc. 

(EAAOP5), 25‐29 June, 2017, Prague (Czech Rep.) Book of Abstracts Pag. 166. Poster (SPC 

IV‐3).  

5. Nahim‐Granados S., Sánchez‐Pérez J.A., Polo‐López M.I., Malato S. Solar photochemical 

disinfection of synthetic wastewater from fresh‐cut industry. 3rd Iberoamerican 

Conference on Advanced. Oxidation Technologies (III CIPOA) and 2nd Colombian 

Conference on Advanced Oxidation Processes (II CCPAOX). Guatape (Colombia), 14‐17 

November 2017. Poster 39. Abstract book  

6. Salmerón I., Benedetto M., Oller I., del Curto C., Maldonado M.I., Malato S. 

Electrochemistry treatment applied to landfill leachates depuration. 10th World Congress 

Chem. Eng. 1‐5 October 2017, Barcelona (Spain). Book of abstract (ISBN 978‐84‐697‐8629‐

1) pag. 2968. Poster.  

7. Miralles‐Cuevas S., Oller I., Ruiz‐Delgado A., Cabrera‐Reina A., Cornejo L., Malato S. Effect 

of iron species and different oxidants using EDDS as compexing agent for enhancing solar 

advanced oxidation processes. 3rd Iberoam. Conf. on Adv. Oxid. Tech. (III CIPOA). 

November 14th‐17th, 2017, Guatape (Colombia). Poster.  

8. Maldonado‐Rubio M.I., Malato S, Oller I., Polo‐López M.I., Pérez‐Estrada L., Peral J, Navas 

M. Solar Treatment of Water Unit at the Plataforma Solar de Almería (CIEMAT): Solar 

photocatalytic production of Hydrogen. 11th EERA AMPEA Joint Programme Steering 

Committee. AMPEA workshop: Photo‐ and Electro‐ Catalysis in Energy Conversion. 

November 20th‐21st, 2017, Prague (Czech Republic). Poster.  

             

 

158  

 ENERGY EFFICIENCY IN BUILDINGS R&D UNIT 

SCIENTIFIC JOURNALS 

1. J.A. Díaz, M.J. Jiménez. 2017. Experimental assessment of room occupancy patterns in an 

office building. Comparison of different approaches based on CO2 concentrations and 

computer power consumption. Applied Energy. 199, pp. 121–141. DOI: 

10.1016/j.apenergy.2017.04.082 

2. R. Enríquez, M.J. Jiménez, M.R. Heras. 2017. Towards non‐intrusive thermal load 

Monitoring of buildings: BES calibration. Applied Energy. 191, pp. 44–54. DOI: 

10.1016/j.apenergy.2017.01.050 

3. S. Roels, P. Bacher, G. Bauwens, S. Castaño, M.J. Jiménez, H. Madsen. 2017. “On site 

characterisation of the overall heat loss coefficient: Comparison of different assessment 

methods by a blind validation exercise on a round robin test box”. Energy and Buildings. 

Special Issues on Advances in energy efficiency in individual buildings and communities: 

Insights from international collaboration projects under IEA EBC. 153, pp. 179–189. DOI: 

10.1016/j.enbuild.2017.08.006 

4. S. Soutullo, M.N. Sánchez, R. Enríquez, M.J. Jiménez, M.R. Heras. 2017. Empirical 

estimation of the climatic representativeness in two different areas: desert and 

Mediterranean climates. Energy Procedia. 122, pp.829‐834. DOI: 

10.1016/j.egypro.2017.07.415 

5. S. Soutullo, M.N. Sánchez, R. Enríquez, R. Olmedo, M.J. Jiménez. 2017. Bioclimatic vs 

conventional building: experimental quantification of the thermal improvements. Energy 

Procedia. 122, pp.823‐828. DOI: 10.1016/j.egypro.2017.07.413 

 

LECTURES 

1. M.J. Jiménez. “Guidelines to dynamic analysis. Different approaches and physical aspects”. 

Presented at DYNASTEE Summer School 2017 on Dynamic Calculation Methods For 

Building Energy Assessment DYNASTEE‐INIVE and the School of Architecture (University of 

Granada, Spain), in collaboration with CIEMAT (Spain), DTU (Lyngby, Denmark) and ESRU 

(Strathclyde University, Glasgow, UK). 3‐7 July 2017. Granada (Spain). 

2. M.J. Jiménez. “practical aspects of modelling in different case studies: Integrated PV 

ventilated systems and other tests in sunny weather conditions”. Presented at DYNASTEE 

Summer School 2017 on Dynamic Calculation Methods For Building Energy Assessment 

DYNASTEE‐INIVE and the School of Architecture (University of Granada, Spain), in 

collaboration with CIEMAT (Spain), DTU (Lyngby, Denmark) and ESRU (Strathclyde 

University, Glasgow, UK). 3‐7 July 2017. Granada (Spain). 

 

PRESENTATIONS AT CONGRESSES 

1. S. Soutullo, M.N. Sánchez, R. Enríquez, R. Olmedo, M.J. Jimenez. “Bioclimatic vs 

Conventional building: experimental quantification of the thermal improvements”. 

Presented at “CISBAT 2017 International Conference – Future Buildings & Districts – 

 

159  

Energy Efficiency from Nano to Urban Scale, CISBAT 2017” 6‐8 September 2017, Lausanne, 

Switzerland. 

2. S. Soutullo, M.N. Sánchez, R. Enríquez, M.J. Jimenez and M.R. Heras. “Empirical estimation 

of the climatic representativeness in two different areas: dessert and Mediterranean 

climates”. Presented at “CISBAT 2017 International Conference – Future Buildings & 

Districts – Energy Efficiency from Nano to Urban Scale, CISBAT 2017” 6‐8 September 2017, 

Lausanne, Switzerland. 

OTHERS 

1. Rogelio Vargas López. “Estudio y Diseño de una Chimenea Solar para Ventilación Natural”. 

Master thesis carried out and presented a CENIDET (México). 6/11/2017. Director: Jesús 

Arce Landa. Co‐director: María José Jiménez Taboada.