Almacenar electricidad en sales...

1

Dr. Esther Rojas Sistemas Solares de Concentración, CIEMAT-PSA e-mail: [email protected]

Seminario de Gestión Ambiental

EL ALMACENAMIENTO DE LA ELECTRICIDAD Barcelona ,7 de abril de 2014

Almacenar electricidad en sales fundidas

Almacenar electricidad en las sales fundidas Barcelona, Abril de 2014

CIEMAT

2

Organismo Público de Investigación

I + D + i en las distintas fuentes de

energía y su impacto en el medio

ambiente

Datos*

• 1500 trabajadores

• Presupuesto: 91.7 M€

• Ingreso por actividades: 43,6 M€

www.ciemat.es (*) Referentes a 2010

2


Ciemat - Centros territoriales

3

Centro de Desarrollo de

Energías Renovables

Centro Internacional de

Estudios de Derecho Ambiental

Centro de Investigación

Socio-Técnica

Centro Extremeño de

Tecnologías Avanzadas


Plataforma Solar de Almería

4

• Pertenece al Gobierno de España

Instalación más completa del mundo para para el ensayo de aplicaciones de la radiación solar concentrada

• Creada como consecuencia de la primera crisis del petróleo de 1973

• Inaugurada en 1981 y fundada por varios socios: Alemania, Austria, Bélgica, Estados Unidos, Grecia, España, Italia, Suiza y Suecia

• Laboratorio de ensayo a tamaño real en el desierto de Tabernas

www.psa.es

3


Energía solar térmica de concentración

5

Concentrador óptico

Radiación solar directa

Radiación solar concentrada

RECEPTOR

Producción de electricidad

Calor sensible

Calor latente

Calor de reacción

Producción H2

Desaladora Proceso

industrial Turbina

Reactor

Agua potable

Calor

CENTRALES

TERMOSOLARES

Almacenamiento

térmico


Sistemas de concentración solar para la producción del electricidad

6

Discos parabólicos o Stirling

Captadores cilindro parabólicos

Sistemas de receptor central o torre

Captadores Fresnel

PROCESO

PROCESO

4


Tener almacenamiento térmico implica…

• Independizar la producción energética del recurso solar

– Extender el tiempo de producción

– Transitorios

E.Termosolar==Energía GESTIONABLE

• Favorecer la producción energética en condiciones nominales – aumentar el rendimiento anual del bloque

de potencia

• Aumentar el campo solar y añadir un nuevo subsistema – Aumento de la inversion inicial de la

planta

– Aumento de la sobreproducción en verano


Almacenamiento térmico: funcionamiento

Sistema de

almacenamiento

térmico

Bloque

de

potencia

(P, T, )

HTF

HTF

HTF

Proceso de carga

HTF

Sistema de

almacenamiento

térmico

Bloque

de

potencia

(P, T, )

HTF

HTF

Proceso de descarga

5


50MW con versus 100MW sin

Relloso y Gutierrez, 2008


Simulacion de una planta de cilindroparábolicos de 125

MWe sin

0

20

40

60

80

100

120

140

20 30 40 50 60 70 80 90 100

Ambient temperature, F

Net

pla

nt

ou

tpu

t, M

We

0

20

40

60

80

100

120

140

20 30 40 50 60 70 80 90 100

Ambient temperature, F

Net

pla

nt

ou

tpu

t, M

We

y con almacenamiento de

9 horas

6


Almacenamiento en sales fundidas

11

• Sales fundidas:

– Sal solar: 60% NaNO3+ 40% KNO3

– Otras: nitritos, carbonatos, etc

• La energía se almacena en forma de calor sensible, i.e., existe un cambio de temperatura en el medio material de almacenamiento energético

• El calor sensible depende de

– el cambio de temperatura, T

– la capacidad térmica del medio, ·cp


¿Por qué sales fundidas?

12

• Alta capacidad térmica

– sal solar (60%NaNO3+40%KNO3): ~2800 kJ/m3 ºC

– hormigón: ~2000 kJ/m3 ºC

– aceite sintético: ~ 1900 kJ/m3 ºC

– agua: ~ 4200 kJ/m3 ºC

• Baja presión de vapor

– Trabajan a presión atmosférica

– el agua ha de estar presurizada: 30bar/230ºC; 100bar/311ºC

• Medio seguro (no explosivo, no contaminante)

• Experiencia previa en Solar Two (EEUU, 105 MWh)

7


Sistema de doble tanque

13 Fuente: Flagsol

Generación eléctrica + Carga del almacenamiento

aceite sintético en el campo solar 50MWe 7.5 h almacenamiento en sales fundidas


Centrales termosolares en España con CCPs

14

• Tecnología de Cilindroparabólicos :

• 50 MWe

• HTF: aceite VP1 (293º-393ºC)

• Almacenamiento indirecto: 7.5 h, sales

fundidas en 2 tanques

Extresol 1, 2 y 3

Complejo Andasol

8


Torre con receptor de sales

15

GEMASOLAR • Fuentes de Andalucía (Sevilla) • Torresol Energy • 20 MWe • Tecnología de Torre (140m) :

• Campo circular (2600), 120 m2/helióstato • HTF: sales fundidas (290º-565ºC) • Almacenamiento directo: 15 h, 2 tanques

http://www.torresolenergy.com/TORRESOL/inicio/es


Centrales termosolares en España (II)

16 http://www.protermosolar.com/

http://www.torresolenergy.com/TORRESOL/inicio/es

http://www.protermosolar.com/

9


Termosolar en el resto del mundo

17

Crescent Dunes Solar Energy Project •Nevada (EEUU) •Solar Reserve's Tonopah Solar Energy, LLC •110 MWe •Tecnología de Torre (165 m) : Campo circular (17.170) , 62 m2/helióstato •HTF: sales fundidas (287º-565ºC) •Almacenamiento directo: 10 h, 2 tanques

http://www.nrel.gov/csp/solarpaces/by_country.cfm

Solana Generating Station •Arizona (EEUU) •Abengoa Solar •250 MWe •Tecnología de cilindroparabólicos: 808 lazos, 2.200.000 m2

•HTF: aceite VP1 (290º-380ºC) •Almacenamiento indirecto: 6 h, sales fundidas 2 tanques

http://www.abengoasolar.com/ http://www.solarreserve.com/what-we-do/csp-projects/crescent-dunes/


Conclusions

La producción de energía eléctrica con tecnologia solar de concentración es totalmente gestionable gracias a sistemas de almacenamiento en sales fundidas

Los sistemas de doble tanque con sales fundidas son comerciales en la actualidad

A fecha de hoy, las empresas españolas son líderes mundiales en el diseño, construcción, operación y mantenimiento de este tipo de sistemas.

http://www.nrel.gov/csp/solarpaces/by_country.cfm

http://www.abengoasolar.com/

http://www.solarreserve.com/what-we-do/csp-projects/crescent-dunes/









10


Almacenar electricidad en sales...

Documents

Transcript of Almacenar electricidad en sales...