Contexto Nacional del Almacenamiento Termosolar

Dr.ManuelI.Peña-CruzCentrodeInvestigacionesenOpticaA.C.

UnidadAguascalientes

GrupodeEnergíaSolar

Recurso Solar en México

¿CuáleselrecursosolardisponibleenMéxico?

¿5kWh/m2-día?¿6kWh/m2-día?¿5.5kWh/m2-día?¿?

Recurso Solar en México: Metodologías para la Evaluación del Recurso Solar

Medicionespuntuales

Deteccióndedinámicadecielobasadoencámarastierra-cielo

Deteccióndedinámicadecielobasadoencámarasdesatélite

Modelosnuméricosdepredicción

*Figurade:“BestpracticehandbookforcollectionanduseofSolarEnergyResourceDataforSolarEnergyApplications”.Tech.Report.NREL/TP-5D00-63112”

Recurso Solar en México: Esfuerzos por generar una base de datos confiable

NASASurfacemeteorologyandSolarEnergy

*https://eosweb.larc.nasa.gov/

• Múltiplesparámetrosdisponibles.• Accesogratuitoaacumuladosdiariosy

promediosmensuales.

• Nosehapresentadovalidación.

Recurso Solar en México: Esfuerzos por generar una base de datos confiable

SERVICIOMETEOROLÓGICONACIONAL(EMAS)

• Distribuidasconpresencianacional.• Accesogratuito.• Untotalde189EstacionesMeteorológicasAutomáticas.

Parámetros:Dirección del vientoDirección del viento de ráfagaVelocidad del vientoVelocidad del viento de ráfagaTemperatura ambiente promedioHumedad relativaPresión atmosféricaPrecipitaciónRadiación Global

*http://smn.cna.gob.mx

• Datosacumuladosdisponiblesporperiodosde90días.

• IrradianciaGlobal(GHI)disponiblesóloenalgunaszonas.

• IrradianciaDirecta(DNI)NODISPONIBLE.• Sedesconocedemanerapúblicalacalidaddelossensoresylacampañademantenimiento.

Recurso Solar en México: Esfuerzos por generar una base de datos confiable

CEMIE-SOLP16InventarioNacionaldelRecursoSolar

Distribuidasdemaneralocal.Untotalde14EstacionesSolarimétricas

(eninstalación).

• Instituto de Geofísica, UNAM.• Instituto de Energías Renovables (IER-UNAM).• Instituto Nacional de Electricidad y Energías Limpias (INEEL).• Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV-Zacatenco).• Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV-Saltillo).• Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (CINVESTAV-Mérida).• Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, Chihuahua.• Universidad de Sonora, Sonora• Universidad Juárez del Estado de Durango, Durango.• Universidad Autónoma de Nayarit, Nayarit.• Universidad Autónoma de Zacatecas, Zacatecas• Universidad Tecnológica del Valle del Mezquital, Hidalgo.• Universidad de Quintana Roo, Quintana Roo.• Universidad Autónoma de Yucatán, Yucatán.

Parámetros:Irradiancia Global.Irradiancia Directa.Irradiancia Difusa.Irradiancia Global Inclinada.Radiación UV-B

Dr. Mauro Valdés BarrónInstituto de Geofísica, UNAM. Coordinador de la Sección de Radiación Solar.Av. Universidad No. 3000 Cd. Universitaria, C.P. 04510 México, D. F.www.geofisica.unam.mx/ors/ors-red.html 

Recurso Solar en México: Esfuerzos por generar una base de datos confiable

Meteonorm®

SolarGIS®• Múltiplesparámetrosdisponibles.• Frecuenciadedatoshorariay

acumuladadiaria.

• Accesoúnicamenteconcosto(muysignificativo).• NosehapresentadovalidaciónparaMéxicoenningunodeloscasos.

Recurso Solar en México: Esfuerzos por generar una base de datos confiable (Consorcios CONACYT)

Aguascalientes, Ags.

Durango, Dgo.

Zapopan, Jal.Morelia, Mich.

León, Gto.Parámetros (en instalación):Irradiancia Global.Irradiancia Directa.Irradiancia Difusa.Irradiancia Global Inclinada.Radiación UV-A.Duración solar.

Recurso Solar en México: Desarrollos y áreas de interés del CIO en el tema

Nowcasting:Predicciónenhorizontescortos Forecasting:Predicciónenhorizonteslejanos+recuperacióndehistóricos

Recurso Solar en México: ¿Cuál es el recurso solar disponible en México?

Nolosabemosaún…

Almenosnoconcerteza…

¡Perovamosencamino!

¿QuétecnologíastermosolaressonutilizadasenMéxico?Contextonacionaldelalmacenamientotermosolar

Tecnologías termosolares utilizadas en México: ¿Cuáles sí?

Uso pasivo (iluminación)

Fotoeléctrica

celdas fotovoltaicas

Aire acondicionado destilación y desalinización

Fotólisis y fotocatálisis

Fotoquímica

calor de proceso y secado

alta temperatura

combustibles

baja temperatura

Termosolar

electricidad

¿Cuálessonsusaplicaciones?Contextonacionaldelalmacenamientotermosolar

Tecnologías termosolares utilizadas en México: Aplicaciones (Baja y media temperatura)

Baja temperatura (50 °C - 150 °C)

• Colectores planos.

• Tubos evacuados.

• CPC’s

Aplicaciones:

• Calentamiento residencial de agua.

• Calor solar en procesos industriales (baja temperatura).

• Fotocatálisis.

Potencial del calor solar en procesos industriales

Media temperatura (160 °C - 300 °C)

• Fresnel Lineal

• Canal parabólico (apertura pequeña)

Aplicaciones:

• Calor solar en procesos industriales (media temperatura).

Tecnologías termosolares utilizadas en México: Aplicaciones (Alta temperatura)

Alta temperatura: (300 °C - 1000 °C)

• Canal parabólico.

• Disco parabólico.

• Torre central.

Aplicaciones:

• Generación de electricidad.

• Generación de combustibles (Hidrógeno).

¿Cuálessupotencialdemercado?Contextonacionaldelalmacenamientotermosolar

Tecnologías termosolares utilizadas en México: Potencial de mercado

* Encuesta realizada a + de 300 empresas (pymes y grandes)

¿Utiliza energía térmica?

Tecnologías termosolares utilizadas en México: Potencial de mercado

¿En qué formato utiliza la energía térmica?

Tecnologías termosolares utilizadas en México: Potencial de mercado

¿Qué tan atractivo le parecen los siguientes aspectos de la energía termosolar?

¿Quéinstitucionesseencuentraninvolucradas?Contextonacionaldelalmacenamientotermosolar

Tecnologías termosolares utilizadas en México: Instituciones involucradas

ConsorciosdeEnergíasRenovablesFOMIXAGS-JAL-DGOCeMIE-Sol

¿Cuáleslainfraestructuraconlaqueseencuentraactualmente?Contextonacionaldelalmacenamientotermosolar

Áreas y Equipamiento

FOMIX-CONACYT-AGS-JAL Laboratorio de Innovación y Caracterización de Sistemas Termosolares y Fotovoltaicos (LICS-TF)

En construcción

~$32,750,000.00 MXN

Tecnologías termosolares utilizadas en México: Infraestructura con la que se cuenta actualmente

InvestigaciónPermitirá realizar investigación para atacar

las principales barreras para el desarrollo de la tecnología solar a través de las siguientes

líneas de investigación:• Evaluación de Recurso Solar.• Caracterización óptico-térmica.• Calor de proceso.• Celdas solares de concentración.• Química Solar y Combustibles.

Desarrollo TecnológicoPermitirá desarrollar soluciones para el sector industrial y la sociedad en el aprovechamiento de la energía solar, a través de:• Desarrollo de prototipos termosolares

y fotovoltaicos.• Servicios de calibración, certificación

y auditoria.• Capacitación y formación de RH.

Áreas y EquipamientoEn operación

Centro de Diseño y Simulación Avanzada (CAD y CFD)

Área de Electrónica, Instrumentación y Control

Área de Evaluación de Recurso y Simulación Solar

Área de Química Solar y Combustibles Alternativos

Desarrollo y Caracterización de Prototipos Termosolares

Tecnologías termosolares utilizadas en México: Infraestructura con la que se cuenta actualmente

Tecnologías termosolares utilizadas en México: Infraestructura con la que se cuenta

Simulador Solar de Alto Flujo Radiativo (SSAFR)

Thermogravimetric Analysis (TGA) -Gas Chromatography (GC) – Mass Spectrometry (MS):

+

¿ExistenproyectostermosolaresenMéxico?Contextonacionaldelalmacenamientotermosolar

Tecnologías termosolares utilizadas en México: Proyectos termosolares

PowerTrough 250® • Developing a parabolic

trough for 160º-250º C applications.

Tecnologías termosolares utilizadas en México: Proyectos termosolares

¿CuálessonlosretosdelaenergíatermosolarenMéxico?Contextonacionaldelalmacenamientotermosolar

Tecnologías termosolares utilizadas en México: Retos de la energía termosolar en México

I+D• Reducción de costos de generación de energía termosolar.• Desarrollo de nuevas componentes de aprovechamiento de energía solar (ópticos-

mecánicos-térmicos).• Aumentar el rendimiento de sistemas termosolares.• Crear redes de trabajo y colaboración en para solventar problemas específicos de

la tecnología.

Vinculación con la industria• Realizar estudios de evaluación de recurso que den pertinencia a la iniciativa privada.• Realizar labores de marketing o branding ofertando servicios especializados de los CPI’s a la

industria.• Desarrollar proyectos de co-generación en conjunto con la industria.• …

Recursos humanos y sociedad• Generación de recursos humanos especializados.• Promover en la sociedad el uso eficiente de la energía.• Promover un modelo sustentable utilizando la energía solar como fuente primaria.• Promover la democratización de la energía a través del concepto de “comunidades

renovables”.

Gracias por su atención.

Dr. Manuel I. Peña CruzGrupo de Energía Solar (GES)

Centro de Investigaciones en Óptica, A.C. - Unidad Aguascalientes.

mipec@cio.mxTel: (449) 442 81 24 Ext. 121