Sistemas modulares para centrales solares eléctricas

PLANTA TERMOSOLAR MODULAR HÍBRIDA DE 100 kW

Madrid, 1 de Julio de 2010

SISTEMAS MODULARES PARA CENTRALES SOLARES TERMOELÉCTRICAS

TECNOLOGÍA AORA SOLAR

FUTURO

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INTRODUCCIÓN

INDICE


FUTURO

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INTRODUCCIÓN

INDICE

INTRODUCCIÓN

Siglo III a.C. Arquímedes, en la batalla de Siracusa, utilizó unos espejos hexagonales hechos de bronce para reflejar los rayos solares, concentrándolos en la flota romana con el objetivo de destruirla.

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INTRODUCCIÓN

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SISTEMA DE DISCO PARABOLICO

SISTEMAS DE RECEPTOR CENTRAL O TORRE SOLAR

CONCENTRADORES LINEALES DE FRESNEL

CANALES PARABOLICOS

Fuente: Adaptado de “Energía solar térmica de concentración : perspectiva mundial 2009”

INTRODUCCIÓN

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Los esquemas de funcionamiento actuales de las plantas solares termoeléctricas con concentradores cilindro-parabólicos son tecnológicamente maduros y de difícil y costosa mejora de eficiencia.

Fuente: Eduardo Zarza. “Retos actuales de I+D en Tecnología Solar Termoeléctrica.” Jornada Sobre Energía Solar Termoelectrica . Genera 2010

INTRODUCCIÓN

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Las plantas solares termoeléctricas de concentración de torre tienen consumos internos importantes y es costoso hacerlas gestionables

Fuente: Eduardo Zarza. “Retos actuales de I+D en Tecnología Solar Termoeléctrica.” Jornada Sobre Energía Solar Termoelectrica . Genera 2010

1. Necesidad de grandes superficies de terreno con especificaciones concretas (llano, y concentrado).

2. Grandes inversiones económicas. 3. Capacidad de evacuación eléctrica elevada. 4. No admite la implantación de la generación distribuida5. Gran consumo de agua.6. Tiempo elevado de puesta en marcha.7. Fallos del sistema en bloque

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INTRODUCCIÓN

PRINCIPALES INCONVENIENTES DE LAS GRANDES PLANTAS TERMOSOLARES CONVENCIONALES


FUTURO

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INTRODUCCIÓN

INDICE

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PV CSP

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DSTDistributed Solar Thermal


• Funcionamiento modular en unidades de 100kW.• Posibilidad de implantación distribuida en forma de

agrupaciones de, por ejemplo, 1 MW.• Menores exigencias de superficie y orografía del terreno.• Posibilidad de ampliación escalonada de la instalación. • No requiere agua (exceptuando la necesaria para limpieza). • Reducidos tiempos de puesta en marcha.• Funcionamiento híbrido con aire como fluido caloportador

y/o distintos tipos de combustibles: biogás, biomasa, fuel, etcétera.

• Utilización de la energía térmica sobrante para su aplicación en diferentes procesos.

• Bajo coste de mantenimiento. Mantenimiento escalonado.

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CARACTERÍSTICAS INNOVADORAS DE LA TECNOLOGÍA AORA


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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO CON COMBUSTIBLE


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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO CON RADIACIÓN SOLAR


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 INSTALACIÓN

Los componentes básicos de la instalación son:

1.Campo Solar.2.Torre.3.Sistema de generación de potencia.

Receptor solar y concentrador. Equipo turbina-generador.

4.Sistema de control.


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

Nº Heliostatos: 30Área reflexión: 690 m2 Terreno ocupado: 1800 m2

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COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Campo Solar


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COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Campo Solar


Características

Material Acero

Altura 30 m

Peso 12,5 toneladas

Plataforma de trabajo

ϕ5.5m

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COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Torre


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COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Sistema de generación de energía

Receptor solarConcentrador secundario


Turbina

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COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de generación de energía

Receptor solarConcentrador secundario

Turbina


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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

100 kWe170 kWt

COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Sistema de generación de energia


Características técnicas turbina

Parámetros de funcionamiento

• Presión de trabajo 4.5 bar

• Temperatura gases entrada 950ºC

Eléctricas

Potencia eléctrica 100 kW

Voltaje Trifásica 400 VAC 50 (60) Hz

Térmicas

Potencia térmica 170 kW

Temperatura gases de salida del recuperador

270º

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COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Turbina


Características técnicas receptor solar

Temperatura de salida

>1000 °C

Presión de trabajo 4.5 bar(a)

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COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Receptor solar

Fluido caloportadorAIRE COMPRIMIDO


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COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Turbina y Receptor solar


El sistema de control integra a todos los elementos de la instalación

1. Campo solar: movimientos y calibración.

2. Sistema de generación: Receptor y turbina.

3. Master Control.

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COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Sistema de control


Sistema modular. Sistema híbrido. Potencial de funcionamiento 24/7. Uso eficiente del suelo. Flexibilidad de operación. Mantenimiento escalonado. Posibilidad de aprovechamiento del calor residual No hay vapor a condensar. Gestionable.

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PRINCIPALES VENTAJAS


Uso eficiente del suelo: 5 Módulos ,500 kW

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VENTAJAS DE LA MODULARIDAD


Generación centralizada

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Generación distribuida

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VENTAJAS DE LA HIBRIDACION

Diesel

Gas natural

Biogás

Bio fuel

Funcionamiento 24/7 mediante utilización de combustible en ausencia de sol


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APROVECHAMIENTO CALOR RESIDUAL

A

Utilización de los kW eléctricosA.1- Autoconsumo para planta de desalinizaciónA.2-Venta de energía eléctrica

B

Utilización de los kW térmicos

B.1- Calefacción para invernaderoB.2-Producción de frío por absorción

C

Aplicación a invernaderos

C.1- Agua para riego procedente de desalinizaciónC.2-Regrigeración procedente planta absorción



FUTURO

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INTRODUCCIÓN

INDICE

FUTURO

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AORAI+D+i

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