1.Master GEOTERMIA Centrales Solares
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CENTRALES SOLARESCENTRALES SOLARES
Institute for Energy Engineering
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IIE-MASTER TECNOLOGIA ENERGETICA - GEOTERMIA Y OTRAS FUENTES
Universidad Politcnica de Valencia
CIUDAD POLITCNICA DE LA INNOVACIN CPI
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CENTRALES SOLARES
4.2. Solar trmica
4.2
. S
OL
AR
T
RM
ICA
IV.2
Clasificacin del sistema solar segn la temperatura que alcanza el fluido:
Baja temperatura (T
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CENTRALES SOLARES
Se obtienen fluidos calientes [ 150C a 300C] que
se pueden utilizar en procesos industriales o para
producir electricidad mediante un ciclo de vapor.
4.2
. S
OL
AR
T
RM
ICA
IV.3
Para alcanzar estas temperaturas necesitamos emplear colectores de
tal forma que concentren la energa en un punto.
Ventajas:
Se reducen las prdidas de calor.
Aumenta el rendimiento
Tipos:
Cilindro-parablicos.
Parablicos
MEDIA TEMPERATURA
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Se alcanzan temperaturas superiores a los 300C.
4.2
. S
OL
AR
T
RM
ICA
IV.4
Ventajas:
Altos rendimientos 40-60%
Pueden producir decenas de MWh
Tipos:
Cilndro-parablicos.
Parablicos
Heliostatos
Inconvenientes:
Muy caros y complejos de manejar.
ALTA TEMPERATURA
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POTENCIAL
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Irradiacin anual directa
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ESPAA: 6000 kWh/hab ao
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CONCENTRACIN DE ENERGA SOLAR
CONCENTRACIN
Requiere utilizar la radiacin directa. No se aprovecha la componente difusa
Requiere un seguimiento solar preciso
Slo puede aprovecharse en zonas con alta irradiacin y cielos despejados la mayor parte del tiempo
Se hace necesario el ALMACENAMIENTO o HIBRIZACIN (combinacin con otra generacin)
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OPCIONES
Central de concentracin sobre foco nico Torre solar: 10 100 MWe
Central de concentracin sobre foco distribuido -- CCPs: 1 -10 Mwe
Mdulos de concentracin sobre foco nico -- Platos 10 kW -1 MWe + Stirling
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FORMA REAL DE CONSEGUIR LA CONCENTRACIN
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Central de concentracin sobre foco nico
TORRE SOLAR - HELIOSTATOS
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Central de concentracin sobre foco nico
TORRE SOLAR - HELIOSTATOS
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Central de concentracin sobre foco distribuido
COLECTORES CILNDRICO-PARABLICOS
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Central de concentracin sobre foco distribuido
COLECTORES CILNDRICO-PARABLICOS
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354 MW
1991 Kramer Junction
California
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Mdulos de concentracin sobre foco nico
COLECTORES PARABLICOS
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CONCENTRACIN
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PrdidasAIAI apsolabsabs
solesI
IC
sol
abs 2/11 mkWsolsol
abs
I
IC
abssol
geom
abssolabs
ap
abssol
apsol
sol
abs
AI
PrdidasC
AI
Prdidas
A
A
AI
PrdidasAI
I
IC
CA
AC
abs
ap
geom
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CONCENTRACIN
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Paraboloide C = 1000 - 10000
Campo heliostatos C = 500 - 5000
Cilndrico-parablico C = 30 - 100
soles
sen
Cparablicocilindrogeom
213
2
1
soles
sen
Ceparaboloidgeom
45300
2
1
2
6.08 sr
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EFICIENCIA DEL COLECTOR
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inconcentraccolapsolabsabs PrdidasAIAI
Geomtricas Disposicin relativa
SombrasBloqueos (Torre)
Alineacin y seguimiento pticas
Imperfecciones, soportes Carctersticas radiacin:
EspejoAbsorbedor
90.K
950.espejo Limpieza!!!!
95090 ..absorbedortubo
95090 ..absorbedorexterior
8000 .absabsextespejoercepint,opt
950.ercepcinint
,optapsolabs KAIQ 0
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EFICIENCIA DEL COLECTOR
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,optapsolabs KAIQ 0
sol
abs
geom
absabsabsextespejoercepint
apsol
absabsabs,optcol
I
T
CK
AI
TAK
44
0
apsol
abs,optapsol
colAI
PrdidasKAI 0
apsol
absabscol
AI
PrdidasQ
apsol
abs,optcol
AI
PrdidasK 0
4
absabsabsabs TAPrdidas
8000 .absabsextespejoercepint,opt
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EFICIENCIA DEL COLECTOR
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sol
abs
geom
absabsabsextespejoercepintcol
I
T
CK
4
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EFICIENCIA GLOBAL
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solgeom
absidealcol
IC
T 41
abs
frofoco
CarnotCiclopotenciaCicloT
T1
abs
frofoco
solgeom
absidealGlobal
T
T
IC
T11
4
1
1
abs
abs
geomC
absT
idealGlobal
sol
abs
geom
absabsabsextespejoercepintcol
I
T
CK
4
1absabsextespejoercepintK
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EFICIENCIA REAL
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Mxima eficiencia demostrada:Periodo estival 21%Periodo anual 14%
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PRESTACIONES DE LOS DIFERENTES SISTEMAS
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CENTRAL CON CICLO DE VAPOR Y ALMACENAMIENTO
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ALMACENAMIENTO
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Thermal penetration coefficient
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HBRIDO: CENTRAL CON AIRE COMO FLUIDO SECUNDARIO
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ABSORBEDOR
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4
absabsabsapsolabs TAAI
TEMPERATURA DE ESTANCAMIENTO
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geom
sol
abs
absabs
C
IT
1absabs
08.0
78.0
abs
abs
KTabs
absabs 3000
5000
1000 41
KTabs
absabs 5400
5000
1000 41
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COLECTORES CILNDRICO- PARABLICOS
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14.0
95.0
abs
abs
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COLECTORES CILNDRICO- PARABLICOS
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600 m
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COLECTORES DE PARABOLOIDE (PLATOS)
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COMPARACIN TECNOLOGAS
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TORRE SOLAR CENTRAL CCP
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PRECIO kWh CENTRAL SOLAR
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FCR=Fixed Charge Rate (Inters del dinero) (%)
LEC=Levelized Electricty Cost ($/kWh)
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CENTRALES EN EE.UU.
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Plant Name Location First
Year of
Operation
Net Output
(MWe)
Solar Field
Outlet
(C)
Solar Field
Area
(m2)
Solar Turbine
Effic.
(%)
Nevada Solar One Boulder City, NV 2007* 64 390 357,200 37.6
APS Saguaro Tucson, AZ 2006 1 300 10,340 20.7
Solar TWO Mojave Desert , CA 1996-1999 10 --- --- ---
SEGS IX Harper Lake, CA 1991 80 390 483,960 37.6
SEGS VIII Harper Lake, CA 1990 80 390 464,340 37.6
SEGS VI Kramer Junction, CA 1989 30 390 188,000 37.5
SEGS VII Kramer Junction, CA 1989 30 390 194,280 37.5
SEGS V Kramer Junction, CA 1988 30 349 250,500 30.6
SEGS III Kramer Junction, CA 1987 30 349 230,300 30.6
SEGS IV Kramer Junction, CA 1987 30 349 230,300 30.6
SEGS II Daggett, CA 1986 30 316 190,338 29.4
SEGS I Daggett, CA 1985 13.8 307 82,960 31.5
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EJEMPLO: PLATAFORMA SOLAR DE ALMERA PSA
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CENTRALES SOLARESCENTRALES SOLARES
EJEMPLO: PS10, 11 MW
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CENTRALES SOLARESCENTRALES SOLARES
EJEMPLO: ANDASOL, 50 MW
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CENTRALES SOLARESCENTRALES SOLARES
EJEMPLO: ANDASOL, Guadix, Granada, 50 MW
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CENTRALES SOLARESCENTRALES SOLARES
EJEMPLO: ANDASOL, Guadix, Granada, 50 MW
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CENTRALES SOLARESCENTRALES SOLARES
EJEMPLO: SOLAR TRES,15 MW
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CENTRALES SOLARESCENTRALES SOLARES
PRODUCCIN DE HIDRGENO
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PRODUCCIN DE HIDRGENO
PROCESOS TERMOQUMICOS SOLARES
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DESCOMPOSICIN DE H2S
TERMLISIS AGUA 2222
1OHOH
SHSH 22
REDUCCIN XIDOS METLICOS
(a 2500 C solo se descompone el 10% del Agua)
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CENTRALES SOLARES
CENTRALES SOLARES DE PRODUCCIN DE HIDRGENO.
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CENTRALES SOLARESCENTRALES SOLARES
CENTRALES SOLARES DE PRODUCCIN DE HIDRGENO:
PROYECTO HRCULES
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PRODUCCIN DE HIDRGENO
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Proyecto Hrcules (San Lucar la mayor- Sevilla)
Proyecto singular y estratgico, pionero en Espaa, de demostracin tecnolgica promovido y ejecutado por empresas espaolas y mayoritariamente andaluzas que
cubre toda la cadena del hidrgeno como vector
energtico
Las reas del Proyecto Hrcules son:
Generacin de hidrgeno mediante fuentes de energas renovables.
Distribucin y suministro de hidrgeno para flotas de vehculos.
Diseo y construccin de un vehculo impulsado por pila de combustible.
Difusin y transferencia de tecnologa.
En el ao 2013 tendr una potencia de 300 MW
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CENTRALES SOLARES
IIE-MASTER TECNOLOGIA ENERGETICA - GEOTERMIA Y OTRAS FUENTES
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CENTRALES SOLARES
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CENTRALES SOLARESCENTRALES SOLARES
LA CHIMENEA SOLAR
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LA CHIMENEA SOLAR
100 MW
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LA CHIMENEA SOLAR
LA CHIMENEA SOLAR
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1er periodo: 15.000 horas desde 1982. en 1986 reparacin 2 periodo: 1986 a 1989 en funcionamiento continuo durante 32 meses con 8.9 horas por da
8611 horas total.