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Soluciones tecnológicas innovadoras para el desarrollo sostenible
Agua Prieta II Ciclo Combinado Integrado
con Campo Solar (ISCC)
3er Encuentro regional de energías renovables
Jaime I. García Muñoz
20 de octubre, 2011
Morelia, Mich. (México).
Soluciones tecnológicas innovadoras para el desarrollo sostenible
Índice
Agua Prieta II. Caso práctico
Tecnologías termosolares
¿Qué es una planta ISCC?
Ventajas de una planta ISCC
Proyecto Agua Prieta (detalles)
Experiencia de Abengoa en centrales termosolares
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Soluciones tecnológicas innovadoras para el desarrollo sostenible
Promotor: Comisión Federal de Electricidad (CFE)
Esquema de financiación: Obra Pública Financiada (OPF) + subvención GEF*
Disposición de equipos: 2 - 2 - 1 + campo solar de 26 lazos = 14 MW
Etapas del proyecto:
1. Turbogeneradores de gas y vapor suministradas por CFE
2. Integración del Ciclo Combinado (CC) Sener/Elecnor
3. Suministro y construcción del campo solar Abengoa Solar/Teyma/Abener
Agua Prieta. Caso práctico
3*GEF (Global Environmental Facility): fondo global para el medioambiente
Soluciones tecnológicas innovadoras para el desarrollo sostenible
Tecnologías termosolares
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Agua Prieta II emplea tecnología termosolar
A partir de la radiación solar, se produce vapor que será utilizado en un turbogenerador de electricidad
Soluciones tecnológicas innovadoras para el desarrollo sostenible
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Tecnología de Torre
Tecnologías termosolares
Es una de las tecnologías termosolares en la que los rayos del sol inciden en heliostatos planos (que realizan un seguimiento del sol en dos movimientos) y se reflejan a un receptor que se encuentra en la parte alta de una torre que funciona como evaporador de agua, produciendo vapor saturado o sobrecalentado. Este vapor fluye a una turbina de vapor localizada en la parte baja de la torre. Este tipo de centrales cuenta con acumuladores de energía para compensar las variaciones de sol.
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Colectores Cilindroparabólicos (CCP)
Tecnologías termosolares
Es una de las tecnologías termosolares en la que los rayos del sol se concentran, por acción del cañón parabólico, en el foco donde está dispuesto el tubo absorbedorpor el que circula un aceite térmico (mineral), el cual produce vapor en un intercambiador de calor. Sólo puede seguir al sol en un movimiento.
El vapor puede introducirse directamente a un turbogenerador de vapor, o a un recuperador de calor de un ciclo combinado.
Soluciones tecnológicas innovadoras para el desarrollo sostenible
Agua Prieta II es una planta híbrida (solar+gas)
Integración
Ciclo Combinado (CC) convencional
Campo solar
HRSG*
Turbina de gas
Gas natural
HRSG*
Aerocondensador
Turbina de vaporGas natural (post-combustión)
Gas natural
Campo solar
¿Qué es una planta ISCC*?
*ISCC (Integrated Solar Combined Cycle): Ciclo Combinado integrado con campo solar*HRSG (Heat Recovery Steam Generator) : Recuperadores de calor
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Sistema de recuperación de calor
Aceite Agua
Vapor
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Sistema de intercambio de calor por sales fundidas
Las sales prefundidas (en un horno) en estado frío, se calientan absorbiendo calor del sol, se almacenan en tanques aislados y, posteriormente se regresan a su estado frío cediendo calor, con el cual se continúa produciendo vapor. Esta tecnología ya es una realidad y se aplica actualmente para fines comerciales.
Para seguir produciendo vapor cuando no hay sol, se emplea un sistema de almacenamiento de calor en sales de nitrato de sodio y de potasio fundidas
¿Qué es una planta ISCC? (Modalidad con sales)
Soluciones tecnológicas innovadoras para el desarrollo sostenible
Las altas temperaturas durante el día no afectan al consumo térmico
1. Mejora del consumo térmico
Ventajas de una planta ISCC
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Soluciones tecnológicas innovadoras para el desarrollo sostenible
Las altas temperaturas durante el día no afectan a la capacidad
2. No disminuye la capacidad en las horas de mayor insolación
CapacidadMW
ISCC
CC
Horas - Temperatura
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15:00 00:0006:00
Ventajas de una planta ISCC
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Agua Prieta II es el primer proyecto híbrido (solar+ gas) en México
3. Reducción de gases efecto invernadero
4. Tecnología probada
Debido a la capacidad extra obtenida sin necesidad de emplear combustible extra
La tecnología CCP se aplica comercialmente desde 1980
El proyecto Agua Prieta II, siendo la primera central termosolar en México, permitirá implementar más proyectos en el país dado que la frontera del norte de México se ubica precisamente dentro del llamado «cinturón solar»
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Ventajas de una planta ISCC
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Proyecto Agua Prieta II- Detalles Tecnología: ISCC
Capacidad: 14 MW (12 MW de acuerdo a la oferta + 2 MW adicional al precio)
Tecnología del campo solar: CCP
Fluido caloportador: aceite mineral
Cantidad de aceite mineral: 277 t
Área:- Campo solar completo: 600.000 m2
- Área de lazos: 300.000 m2
Lazos:- Número total de lazos: 26
- Número total de colectores por lazo: 4
- Longitud del colector: 150 m
Producción de vapor: 86 t/h saturado
@ 130 bar, 330 ºC
El CC cuenta con un sistema de post-combustión con gas natural para permitir mantener una producción de 14 MW (equivalente a la capacidad del campo solar) durante la noche y cuando el campo solar no esté en operación. 12
Soluciones tecnológicas innovadoras para el desarrollo sostenible
Turbogeneradores de gas- Adjudicación de la compra: 6 de enero, 2010
- Entrega: abril (1ª turbina de gas) - mayo (2ª turbina de gas), 2012
Ciclo Combinado - Adjudicación del contrato de integración: 26 de agosto, 2010
- COD*: 1 de abril, 2013
Campo solar- Adjudicación del contrato: 28 de julio, 2011
- COD*: 6 de abril, 2013
Menos de 22 meses es el periodo de construcción del campo solar
13*COD (Commercial Operation Date): fecha de entrada en operación comercial
Proyecto Agua Prieta II - Fechas críticas
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Proyecto Agua Prieta - Layout
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Designados 200 M$ para cuatro países:- Marruecos (50 M$) en operación
- México (50 M$) en construcción
- Egipto (50 M$) CC y campo solar finalizados. Actualmente en coordinación para funcionar como ISCC.
- India (50 M$) no hay gas disponible. En Standby.
Condiciones del GEF: ser invertido en una tecnología probada CCP híbrida. Esto es ISCC
El campo solar de Agua Prieta recibe una subvención GEF
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Proyecto Agua Prieta - Subvenciones GEF
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Comparativa del coste de tecnologías
Capacidad Proyecto MUSD/MW
14 MW Campo solar Agua Prieta (a base de subsidio) 3.3
400 MW Ciclo Combinado Agua Prieta 1.01
400 MW Cogeneración Salamanca 0.75
300 MW Cogeneración Nuevo Pemex 1.53
42 MW Baja California Sur IV. Central de combustión interna 2.2
No hay una tarifa de suministro disponible en México
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Proyecto Agua Prieta
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Experiencia de Abengoa en centrales termosolares
130 MW (CC) + 20 MW (campo solar)
Más de 183.000 m2 de campo solar de CCP
Hassi R’Mel (Argelia)
En operación desde 2011
La primera planta ISCC del mundo para operación comercial
450 MW (CC) + 20 MW (campo solar) Más de 183.000 m2 de campo solar de CCP Ain Beni Mathar (Marruecos) En operación desde 2010
Abengoa ha desarrollado las dos primeras plantas ISCC y ambas se encuentran actualmente en operación comercial
Ain Beni Mathar (470 MW)
Hassi R’Mel (150 MW)
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Soluciones tecnológicas innovadoras para el desarrollo sostenible
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Experiencia de Abengoa en centrales termosolares
País Proyecto Tecnología Potencia
España
Plataformas Solares Écija El Carpio Castilla la Mancha Extremadura
CCP100 MW (50 MW x 2) cada plataforma
1.044 MWMéxico Agua Prieta II ISCC
14 MW (campo solar) + 464,4 MW (CC)
Emiratos Árabes Shams - 1 CCP 100 MW
EEUUSolana CCP + sales 280 MW
Mojave CCP 250 MW
España
PS10 Torre 11 MW
224 MW
PS20 Torre 20 MW
Solnova 1, 3 y 4 CCP 50 MW (x3)
Marruecos Ain Beni Mathar ISCC20 MW (campo solar) + 450 MW (CC)
Argelia Hassi R’Mel ISCC20 MW (campo solar) + 430 MW (CC)
India Central de investigación CCP 3 MW
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