Generación eléctrica de origen termosolarSituación actual y evolución

Sevilla, 22 de Marzo 2010

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INTRODUCCION

MARCO NORMATIVO ESPAÑOL

ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA

TECNOLOGIAS EMERGENTES

GENERACIÓN ELÉCTRICA DE ORIGEN TERMOSOLAR

SITUACIÓN ACTUAL Y EVOLUCIÓN

ALGUNOS ASPECTOS ECONÓMICOS

UNA TECNOLOGIA EMERGENTE: AORA SOLAR

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INTRODUCCION

GENERACIÓN ELÉCTRICA DE ORIGEN TERMOSOLAR

SITUACIÓN ACTUAL Y EVOLUCIÓN

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Los sistemas termosolares de concentración (CSP) se basan en la transformación de la componente directa de la radiación solar en energía térmica de alta temperatura y esta energía térmica en electricidad y/o calor. En todos los casos se emplean concentradores basados en espejos o en lentes.

ENERGÍA SOLARTERMOLECTRICA: INTRODUCCION

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GENERACIÓN ELÉCTRICA DE ORIGEN TERMOSOLAR

SITUACIÓN ACTUAL Y EVOLUCIÓN

MARCO NORMATIVO ESPAÑOL

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FUENTE

MARCO NORMATIVO ESPAÑOL

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Decreto 661/2007 Regulación de primas para las diferentes tecnologías de generación con fuentes renovables

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MARCO NORMATIVO ESPAÑOL

• La energía producida de origen termosolar (subgrupo b.1.2) tiene:Tarifa regulada…......... 26,9377 c€/kWh (primeros 25 años)Tarifa regulada……….. 21,5498 c€/kWh (a partir de entonces)Prima de referencia…..25,0000 c€/kWhLímite superior……….. 34,3976 c€/kWh (según rendimiento

• Uso de limitado de combustible de apoyo • Se determina las condiciones para la hibridación • No se cita explícitamente la cogeneración con aporte termosolar

encuadrándose en el grupo a.1.4 por exclusión

Real Decreto 6/2009 Preasignación, criterios y requisitos

Articulo 4º•Creación del registro de preasignacion •Requisitos y tramites para solicitarla

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GENERACIÓN ELÉCTRICA DE ORIGEN TERMOSOLAR

SITUACIÓN ACTUAL Y EVOLUCIÓN

ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA

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ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA

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Son concentradores de foco lineal con seguimiento en un solo eje y potencias por campo unitario de varias decenas de MW.

Tecnologías principales: Colectores cilindro parabólicos

ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA

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FUENTE

COLECTORES CILINDRO PARABOLICO ; FUNCIONAMIENTO

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ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO

FUENTE

CENTRAL TERMOSOLAR DE PUERTOLLANO

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VISTA AEREACENTRAL TERMOSOLAR DE PUERTOLLANO

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PARAMETROS DE LA PLANTA

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CENTRAL TERMOSOLAR DE PUERTOLLANO

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VISTA AEREACENTRAL TERMOSOLAR DE ANDALSOL EN GRANADA

FUENTE

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PARAMETROS DE CADA PLANTA CENTRAL TERMOSOLAR DE ANDASOL

FUENTE

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ALMACENAMIENTO TERMICO CENTRAL TERMOSOLAR DE ANDASOL

FUENTE

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ALMACENAMIENTO TERMICO CENTRAL TERMOSOLAR DE ANDASOL

FUENTE

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PLANTA DE PRODUCCIONCENTRAL TERMOSOLAR DE ANDASOL

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Son pequeñas unidades independientes con reflector parabólico, habitualmente conectado a un motor Stirling situado en el foco. Las potencias unitarias son de 5 a 25 kW

Tecnologías principales: Discos parabólicos

ENERGÍA SOLARTERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS

Tecnologías principales: discos parabólicos

ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA

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DISCOS STIRLING DE INFINIACENTRAL TERMOSOLAR DE RENOVALIA

FUENTE

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De la misma forma que los cilindro parabólicos , esta tecnología concentra la radiación en una línea donde se coloca el correspondiente absorbedor

Instalaciones con potencia de 1 a 2 MW. Experimentales

Tecnologías principales: Concentradores lineales fresnel

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ENERGÍA SOLARTERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS

Tecnologías principales: Concentrador lineal Fresnel

ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA

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CENTRAL DE 1,4 MW DE NOVATEC EN MURCIA

FUENTE

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CENTRAL DE 1,4 MW DE NOVATEC EN MURCIA ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO

FUENTE

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Tecnologías principales: Receptor central Torre

Consisten en un campo de heliostatos que siguen la posición del sol en todo momento (elevación y acimut) y orientan el rayo reflejado hacia el foco colocado en la parte superior de una torre.

Las potencias unitarias con tecnología convencional son de 10 MW a 200 MW.

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ENERGÍA SOLAR TERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS

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CENTRAL DE TORRE CENTRAL TERMOSOLAR DE ABENGOA PS-10

FUENTE

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CENTRAL DE TORRE CENTRAL TERMOSOLAR DE ABENGOA PS-10

FUENTE

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Principales inconvenientes de las grandes plantas termosolares convencionales

1.Necesidad de grandes superficies de terreno con especificaciones concretas.2.Grandes inversiones económicas. 3.Capacidad de evacuación eléctrica elevada. 4.Consumo elevado de agua.5.Tiempo elevado de puesta en marcha.6.Fallos del sistema en bloque

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ENERGÍA SOLARTERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS

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GENERACIÓN ELÉCTRICA DE ORIGEN TERMOSOLAR

SITUACIÓN ACTUAL Y EVOLUCIÓN

TECNOLOGIAS EMERGENTES

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PRODUCCION DIRECTA DE VAPOR

FUENTE

LAZO EXPERIMENTAL EN LA PLATAFORMA SOLAR DE

ALMERIA

ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO

ENERGÍA SOLAR TERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS EMERGENTES

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ENERGÍA SOLARTERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS EMERGENTES

FUENTE

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GENERACIÓN ELÉCTRICA DE ORIGEN TERMOSOLAR

SITUACIÓN ACTUAL Y EVOLUCIÓN

UNA TECNOLOGIA EMERGENTE: AORA SOLAR

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Tecnología de AORA SOLAR : Receptor central Torre

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ENERGÍA SOLAR TERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS EMERGENTES

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La tecnología de AORA Solar se encuadra dentro de la tipología de plantas termosolares de receptor central

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ENERGÍA SOLAR TERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS EMERGENTES

Tecnología de AORA SOLAR : Receptor central Torre

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Kibbutz Samar. Desierto de Aravá, Israel.

ENERGÍA SOLAR TERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS EMERGENTES

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Características innovadoras de la tecnología de AORA Solar:

•Funcionamiento modular en unidades de 100kW.•Funcionamiento agregado en forma de granjas de, por ejemplo, 10 MW.•Menores exigencias del terreno.•Posibilidad de ampliación de la instalación. •Rendimiento constante durante toda la vida de la planta.•No consume agua. •Reducidos tiempos de puesta en marcha.•Funcionamiento híbrido con aire comprimido y distintos tipo de combustibles: biogás, biomasa, fuel, etcétera.•Utilización de la energía térmica sobrante para su aplicación en diferentes procesos.•Bajo coste de mantenimiento.

ENERGÍA SOLARTERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS

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Sistema de control

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

TECNOLOGIA AORA

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Una unidad estándar incluye una turbina de gas de 100 kW eléctricos y 170 kW térmicos que se integra con el receptor solar, colocándose ambos elementos en la parte superior de una torre de 30 metros de altura. La torre se ubica frente a un campo de heliostatos que suponen una superficie de reflexión de entre 600 m2 y 700 m2, aproximadamente. El área total requerida para el campo de heliostatos y la torre es de 1.800 m2.

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COMPONENTES DE LA INSTALACION

TECNOLOGIA AORA

Los componentes básicos de la instalación son

1.Campo Solar2.Torre.3.Sistema de generación de potencia

Receptor solar y concentrador.Equipo turbina-generador.

4.Sistema de control.

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Campo solar con una superficie de espejo entre 600 y 700 m2 aproximadamente

Especificaciones técnicas de los heliostatos

Nivel sonoro 65 dBADistancia focal 20-50 metrosSeguimiento a dos ejes

•Azimut 180º•Elevación 90º

Exactitud de seguimiento 0,1ºRango velocidad 0,05º-15º /minConsumo 10WSuperficie del campo solar 1800-2000 m2

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COMPONENTES DE LA INSTALACION: Campo Solar

TECNOLOGIA AORA

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Configuración ejemplo de un campo solar para una planta de 100kW

Nº Heliostatos 30Área reflexión 690 m2 Terreno ocupado 1800 m2

COMPONENTES DE LA INSTALACION: Campo Solar

TECNOLOGIA AORA

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CaracterísticasMaterial AceroAltura 30 m

Peso 12,5 toneladasPlataforma de trabajo

ϕ5.5m

COMPONENTES DE LA INSTALACION: Torre

TECNOLOGIA AORA

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Turbina

Receptor solar Concentrador secundario

COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de generación de potencia

TECNOLOGIA AORA

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Receptor solar Concentrador secundario

Turbina

COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de generación de potencia

TECNOLOGIA AORA

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Características técnicas turbina

Parámetros de funcionamiento

• Presión de trabajo 4.5 bar

• Temperatura gases entrada 950ºC

• Temperatura gases de salida: 650ºC

• Velocidad de rotación: 70,000 rpm

• Consumo gas natural 33m3/h

Electricas

Potencia eléctrica 100 kW

Eficiencia eléctrica 30%

Voltaje Trifásica 400 VAC 50 (60) Hz

Térmicas

Potencia térmica 175 kW

Temperatura gases de salida del recuperador

270º

COMPONENTES DE LA INSTALACION: Turbina

TECNOLOGIA AORA

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Características técnicas receptor solar

Potencia térmica 330 kW

Flujo másico 0.80 kg/s

Temperatura de entrada de aire

625-650 °C

Temperatura de salida >1000 °C ( 1300ºC)

Presión de trabajo 4.5 bar(a) ( hasta 23 bar)

Peso 450 kg

COMPONENTES DE LA INSTALACION: Receptor solar

TECNOLOGIA AORA

Fluido de trabajo AIRE COMPRIMIDO

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COMPONENTES DE LA INSTALACION: Turbina y Receptor solar

TECNOLOGIA AORA

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El sistema de control integra a todos los elementos de la instalación1. Campo solar: movimientos y calibración2. Sistema de generación: Receptor y turbina3. Master Control

COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de control

TECNOLOGIA AORA

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COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de control

TECNOLOGIA AORA

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COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de control

TECNOLOGIA AORA

Campo solar :Movimientos

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COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de control

TECNOLOGIA AORA

Campo solar:Calibración

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COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de control

TECNOLOGIA AORA

Master control

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Sistema modular.Sistema híbrido.Potencial de funcionamiento 24/7.

Uso eficiente del suelo.Flexibilidad de operación.Mantenimiento escalonado.Posibilidad de aprovechamiento del calor residualNo hay vapor a condensar.Gestionable

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INNOVACIONES DE LA TECNOLOGÍA AORA

TECNOLOGIA AORA

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Uso eficiente del suelo Construcción estandarizada.Menores costos de inversión

Flexibilidad de ubicación.Implantación centralizada o distribuidaFlexibilidad de funcionamientoPosibilidad de no conectar a la red.

VENTAJAS DE LA MODULARIDAD

TECNOLOGIA AORA

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Uso eficiente del suelo: 5 Módulos , 500 kW

VENTAJAS DE LA MODULARIDAD

TECNOLOGIA AORA

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Generación centralizada

VENTAJAS DE LA MODULARIDAD

TECNOLOGIA AORA

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Generación distribuida

VENTAJAS DE LA MODULARIDAD

TECNOLOGIA AORA

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Flexibilidad de operaciónConexión/desconexión de módulosUso de combustibles convencionales o renovables en

ausencia de solMantenimiento escalonado

Parada solo del modulo a mantenerPosibilidad de aprovechamiento del calor residual

Secado, calefacción, agua caliente, producción de frío, etc.

No hay vapor a condensar No requiere agua de refrigeración

Gestionable. Adaptable a la demanda

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OTROS ASPECTOS DESTACABLES

TECNOLOGIA AORA

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GENERACIÓN ELÉCTRICA DE ORIGEN TERMOSOLAR

SITUACIÓN ACTUAL Y EVOLUCIÓN

ALGUNOS ASPECTOS ECONÓMICOS

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ESTUDIO ECONOMICO PARA PLANTA TERMOSOLAR DE 1MW

Potencia Planta 1 MWInversión 5 M€Producción anual 2.580 MWhIngresos anuales por producción 700.000 €TIR 35%

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ASPECTOS ECONÓMICOS

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COMPARACION CENTRALES TERMOELECTRICAS Y FOTOVOLTAICASTipo instalación Potencia

instalada (MW)Inversión(€)

Producción anual(kWh)

Fotovoltaica fija 1 3.000.000 1.160.000

Fotovoltaica con seguimiento a dos ejes

1 5.870.000 2.200.000

Termosolar AORA

1 5.000.000 2.500.000

ASPECTOS ECONÓMICOS

Gracias por su atenciónwww.aorasolar.es