Post on 28-Sep-2018
Tecnologías Termosolares a Concentración>Síntesis del Estado del Arte<
Jorge M. Huacuz Villamarjhuacuz@iie.org.mx
Gerencia de Energías No Convencionales Instituto de Investigaciones Eléctricas, México
XV Aniversario de la Fundación del CIMAVChihuahua, Chih., Octubre de 2010
Taxonomía
Tecnología Termosolar
Baja Temperatura Temperatura Media Alta Temperatura
Estanque Solar
Captadores Planos
Captadores Tubo
Evacuado
Captadores Parabólicos
Compuestos Cilíndricos
ReceptorCentral
Plato Parabólico
Facetados Continuos
Cubiertos DesnudosLentesFresnel
Nada Nuevo Bajo El Sol
Arquímedes 213-221 AC Leonardo Da Vinci 1515 Paris Buffon 1747
Lavoisier 1774 Agustin Mouchot 1868 John Ericsson 1868
Aubrei Eneas 1901 Padre Himalaya 1900 Frank Shuman1909
Era Moderna (1970-2000)
Horno solar de Odeillo, Francia
Central Receiver Test Facility, USA
Planta Solar THEMIS, Francia
Era Moderna (1970-2000)
PSI (SUI)
Solar One (US)
WIS (IL)
CNRS (F)SEGS (US)
PSA (E)
ANU (AUS)WIS (IL)
Época Actual
Época Actual
Solar Energy Generating Systems (SEGS I-IX), Kramer Junction, Dagget
y Harper Lake, CA., 9 plantastotalizando 354 MWe
Arizona 1 MW
Nevada Solar One 64 MW
Ejemplos, ´Época Actual
Ejemplos, Época ActualAndasol 1
• 50 MW• Almacenamiento(7.5 h)• Sales fundidas
Ejemplos, Epoca Actual
PS10:
10 MW
624 heliostatos
Torre de 120 m de altura
Receptor cavidad
Ejemplos, Época Actual
PS20:
20 MW
1255 heliostatos(120 m2)
Torre de 165 m de altura
Receptor cavidad
Factores que Impulsan el Progreso
• Métodos avanzados de ingeniería• Mejores materiales• Tecnologías de soporte:
– Modernos métodos de control– Microprocesadores
• Costos crecientes de energéticos convencionales
• Preocupación por el medio ambiente
Principales Componentes
Receptor Central500-1000°C
Canales Parabólicos150-400°C
Platos Parabólicos500-1500°C
Fuente: Solarpaces annual report
Tecnología de Receptor Central
• Colector (Helióstatos)
• Receptor (Cavidad o externo)
• Almacenamiento
• Unidad de GeneraciónEléctrica
• Unidad de Control Automático
Tecnología de Canal Parabólica
• Colector - Receptor
• Almacenamiento
• Unidad de Generación Eléctrica
• Unidad de Control Automático
Tecnología de Plato Parabólico
• Colector (concentrador)
• Receptor (motor Stirling)
• Estructura y mecanismos de direccionamiento
• Unidad de Generación Eléctrica
• Unidad de Control Automático
Esquemas de Generación Eléctrica
Campo Solar Integrado a Ciclos Rankine
Campo SolarIntegrado a Ciclos Combinados(Integrated Solar Combined Cycle,ISCC)
Fuente: Michael Geyer, SolarPACES Implementing Agreement
Tendencias InternacionalesTendencias tecnológicas: Proyectos pilotos de CC con CP Desarrollo de nuevos ciclospara RC Identificación de nichos de aplicación
Costos estimados: Instalación: 3500-? US$/kWGeneración: actual 11-15 US¢/kWh, proyectado al 2020 4-5 US¢/kWh
Capacidad instalada: al 2010: 808 MW
Oportunidades de aplicación en México Repotenciación de centrales existentes
CCC Hermosillo, CCC Gómez Palacio, CT Puerto Libertad, CD San Carlos …
Integración de campo solar a Centrales de Ciclo Combinado (concepto ISCCS)
CCC Agua Prieta, …..
Respaldo con vapor solar en Centrales Geotermoeléctricas
CG Cerro Prieto, CG Tres Vírgenes….
Evaluación del potencial de aplicación de las tecnologías termosolares en zonas con disponibilidad de recurso solar y en congruencia con los planes de expansión de CFE
Producción de calor de proceso industrial
Desarrollos en IIE
Cuernavaca, Mor, IIE
Torreón, Coah.
Desarrollos en IIE
Cuernavaca, Mor, NISSAN
Desarrollos en IIE
Acero estructural A-36 (ASTM)Material estructural
12 (fibra de vidrio)Número de facetas
Aluminio anodizado (1a versión), Reflectividad 86%, Vidrio plateado delgado(1.0 mm), Reflectividad 92% (2nd version)
Superficie reflejante
4.5 mLongitud focal
0.6 mDiámetro vértice central
45°Angulo de borde
7.5 mDiámetro de apertura
Valor-característicaParametro
Desarrollos en IIE
Desarrollos en IIE
Retos Científicos y Tecnológicos
Nuevos tipos de receptores
Mini-centrales de generación
Materiales para diafragmas
Retos científicos y tecnológicos
Materiales cerámicos para receptor central
Receptores para canales parabólicas
Retos científicos y tecnológicos
Nuevos tipos de helióstatos
Nuevas técnicas de mantenimiento
Diseños mejorados de máquinas Stirling
Espejos de materiales avanzados
Instituto de InvestigacionesEléctricas
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