Solar Concentra – Noviembre 2011, Sevilla

CENTRAL SOLAR TERMOELÉCTRICA

BORGES (22,5 MWe)

LA PRIMERA TERMOSOLAR HIBRIDADA CON BIOMASA

EN EL MUNDO

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Solar Concentra – Noviembre 2011 Sevilla

Contenido

1. Presentación del Grupo

2. Datos básicos del Proyecto y ventajas de la hibridación

3. Objetivos del Proyecto

4. Modos de operación : día, noche y transición

5. Aspectos a destacar

6. Configuración de la recuperación de energía (sumideros)

7. Resumen

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El Grupo Soluciones integrales en ingeniería aplicada

1944

FUNDADO EN

3

Facturación (2010): 253,4 M€

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4

OPERACIÓN & MANTENIMIENTO Mantenimiento Integral Industrial

Mantenimiento Mecánico

Mantenimiento Eléctrico, de

instrumentación y de automatización

Mantenimiento de Climatización

MONTAJE INDUSTRIAL

Refinerías de petróleo

Instalaciones de Gas

Montajes mecánicos

Montaje plantas termosolares

Instrumentación Industrial

PROMOCIÓN Y PROYECTOS EPC Plantas Termosolares (TS Borges y TS Guzmán (50 MW) en Palma del Río, Córdoba (España)

Plantas Fotovoltaicas

•31,3 MW en España

•14,4 MW en Italia

Plantas de Cogeneración

•73,1 MW en España

•13,3 MW en R. Dominicana

Plantas de Biomasa

Plantas de Biogás

Plantas de secado de lodos

Plantas de tratamiento eficiente de purines

INSTALACIONES Y SISTEMAS Instalaciones eléctricas para industria, sector servicios e infraestructuras

Instalaciones de clima y frío industrial

Sector Hospitalario

Sistemas de seguridad: Anti intrusión y contraincendios

Sistemas de control y supervisión de procesos productivos e infraestructuras

Retail Intelligence

El Grupo Soluciones integrales en ingeniería aplicada

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Presentación del proyecto Termosolar Borges

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1. El proyecto de Termosolar Borges atiende a la construcción de una central solar termoeléctrica de 22,5 MWe de potencia autorizada a red, provista con colectores cilíndrico-parabólicos e hibridada con biomasa y es la primera termosolar del mundo a escala comercial con esta Singularidad.

2. El proyecto se implementa en el T.M. de Borges Blanques (Lleida), ocupando una superficie de 70 Ha y estimándose una producción neta anual de 98.000 MWeh/a, a partir de:

(i) la irradiación solar recibida en un campo solar de 336 colectores con 181.000 m2 de área total de apertura de los espejos

(ii) la energía térmica útil transferida al HTF y producida en una unidad de combustión de biomasa de 39 MWt de potencia.

(iii) con un rendimiento eléctrico en turbina próximo al 37%.

3. La inversión alcanza 153 MM EUR y la dirección y la gestión del proyecto se ha

encargado a la UTE Termosolar Borges, constituida a partes iguales por las empresas y

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Principales Ventajas del diseño

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1. Producción: Con una planta de 22,5 MW hibridada, se prevé una producción de 98.000 MWh/a, muy parecida a la que se puede obtener de una planta de 50 MW modo solar (en el entorno de los 110.000 MWh/a).

2. Planta Gestionable: Permite la producción de energía incluso con poca o sin radiación solar, alcanzándose una operación de 6.354 h/año

3. Funcionamiento Continuo de la Turbina: Mediante la incorporación de la hibridación, se permite un funcionamiento continuo, evitando el paro-arranque y calentamiento de la turbina y, por tanto, una utilización más eficiente del bloque de potencia así como la infraestructura eléctrica de la planta.

3. Menor Inversión para similar producción eléctrica:

Inversión Central Hibridada (EPC-Borges): 153 M€

Inversión Central 50 MW (EPC sin hibridar): 190 -210 M€

(Nota.- No se consideran costes del terreno)

4. Posibilidades para la hibridación en función del entorno

¿ Por qué Hibridamos ?

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Implantación de la Planta

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Avance de los trabajos

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PLANNING TS BORGES

J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M

TAREAS PRINCIPALES

Diseño Previo

Activación Compras Principales

Ingeniería

Compras, Fabricación y Suministro

Construcción y Montaje

Puesta en Marcha Campo Solar

Pruebas y Puesta en Marcha Bloque Potencia

2012 201320112010

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Objetivos del Proyecto

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1. Incrementar la producción anual de la generación eléctrica, respetando y aprovechando las prescripciones legales del RD 661/2007 que se substancian en una proporción 40 % solar, 10 % gas y 50% biomasa.

2. Permitir un régimen de operación continuo de la central (24 h/d) durante un periodo de tiempo apreciable sin interrupción, y eliminar el número de arranques y paros de la turbina de vapor.

3. Eliminar las pérdidas por arranque diario de la turbina (mejora de la eficiencia)

4. Permitir un aprovechamiento de la energía solar incidente, incluso aquel por debajo del mínimo técnico de operación de la turbina.

5. Posibilitar, si cabe, un mayor rendimiento de la turbina a cargas inferiores del 100%

6. Transcender las potenciales afectaciones por periodos nubosos.

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Modos de Operación: 100% Radiación Solar

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SF 0 ÷68,2 MW

BU 2*17 MW HR

2* 1,6 MW

TB 0-68,2MW 100% TLP Biomasa

2*22 MW

Variable, kg/s HTF Irr SC

TE-1

Chimenea

SF: Solar Field; BU: Biomass Unit; HO: Hot Oil; HR: Heat Recovery; TB: Thermal Block; TLP: Turbine Load Point

TE-1

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Operación 0% Radiación Solar (Noche)

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SF 0 MW

BU 2*17 MW Biomasa

2*22 MW

TE-1

Irr SC Constante al 50% , kg/s HTF

HR 2* 1,6 MW

TB 35,5MW 50% TLP

Chimenea

La energía térmica se genera en las 2 unidades de biomasa. La planta funciona al 50% del TLP El aceite térmico (HTF) circula a flujo constante, con un δT de 100ºC en el bloque térmico

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Transición Noche a Día

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SF 0 ÷ 68,2 MW BU

2*17 MW Biomasa 2*22 MW

GN

TE-1

HR 2* 1,6 MW

(max.)

TB 35,5 MW 50 % TLP

Chimenea

Para la transición modo noche (50% TLP y BU) a modo día, es necesario: • Calentamiento del aceite del SF • Modulación con biomas más GN

Constante al 50% , kg/s HTF Irr SC

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Operación Híbrida (radiación + biomasa)

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SF 0 ÷ 68,2 MW BU

2*17 MW Biomasa 2*22 MW

TE-1

TE-2

Irr SC

HR 2* 1,6 MW

(max.)

TB 35,5-68,2 MW 50-100 % TLP

Chimenea

Variable entre 50-100% kg/s HTF

La planta funciona produciendo energia eléctrica entre el 50 y el 100% del TLP El Sistema de Control regula la BU para que “siga el sol” y no sobrecalentar el HTF. Se podrían requerir sumideros de energía.

TE-2+50ºC

si caudal 100%

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Aspectos a destacar

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1. La central termosolar opera 11 meses/año (1 mes para mantenimiento)

2. El periodo de trabajo se divide: 8 meses con hibridación, en invierno 3 meses bajo operación en modo solar, en verano

3. Biomasa disponible: un mix de residual forestal y cultivo energético contando con suficiencia para el régimen de operación previsto.

4. Durante el día en invierno la central operará con energía solar, que se complementará con la de la biomasa, orientando la operación de la turbina a máxima carga (y rendimiento) y, durante la noche, la central operará sólo con biomasa con una carga del 50 % de la turbina.

5. El uso de una biomasa adecuada facilita el “seguimiento del sol” (siendo así que la inercia de la unidad de biomasa no resulta apreciable como para que disponer un sumidero de energía remanente en momentos de elevada irradiación)

6. La hibridación permite transcender las afectaciones por nubes y atenúa algún potencial desequilibrio hidráulico en el campo solar.

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Dimensión planta biomasa

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Unidad de biomasa forestal sobre aceite térmico, de 19 MW de capacidad (Rumania)

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Potenciales sumideros de energía

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HORAS 0-30% CARGA

MES HORAS

Enero 0

Febrero 5

Marzo 49

Abril 18

Mayo 9

Junio -- Julio --

Agosto -- Setiembre -- Octubre 40

Noviembre 0

Diciembre --

TOTAL AÑO 121

HORAS SIN BIOMASA

MES HORAS Enero 0

Febrero 0 Marzo 90 Abril 128 Mayo 137 Junio -- Julio --

Agosto -- Setiembre -- Octubre 10

Noviembre 0 Diciembre --

TOTAL AÑO 365

OPCIÓN 2 TES (Thermal Energy Storage) 34.000 kWh/h = 0,4 horas sol equivalentes

OPCIÓN 1 Energía @ condensados, en ciclo turbina al 75 % carga Aprox. 5.000 kWh/h (65.800 Kg/h de 74,8 a 140.4 ºC)

Se podría requerir algún sumidero de energía para absorber la inercia térmica de la unidad de biomasa o para aquellas horas de funcionamiento en que la unidad de biomasa (BU) debería regular en condiciones de muy baja carga (0-30% de su capacidad)

Periodo Julio-Septiembre. La planta funciona únicamente en modo solar (BU parada incluso noches) Diciembre: Parada Mantenimiento

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CSP Borges vs PF en la misma ubicación

CSP Borges PV Plant

Same Location Comments

Energy Production (MWh/year) 98.000 98.000

Installed Power (MW) 22,5 77,94

Running Hours (per year) 6354 1283 (equivalent hours)

Required Surface (Ha) 70 130-135

Efficiency (kWh/MW installed) 4.356 1.257 3,464 Ratio

Investment (M€) 153 156

Manageable YES NO

Back Up required NO YES Investmet required

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Resumen

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Operación con Biomasa 5.400 h/a

Eficiencia unidad biomasa (energía HTF/energía biomasa) 77,0 %

Ídem con calentamiento condensados ciclo turbina 80,0 %

Biomasa necesaria 70.000 Ton/a

Energía de la biomasa 210.000 MWth/a

Carga de la turbina 50-100 %

Horas que no requieren complemento de biomasa 365 h/a (fuera del periodo estival y de mantenimiento)

Horas con requerimiento de biomasa entre 0-30% 121 h/a

Operación modo 100% Solar 954 h/a

Horas totales operación (solar + hibridación) 6.354 h/a

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Muchas gracias por vuestra atención

Contacto: David Morell Tel: + 93 552 17 00 dmorell@abantia.com www.abantia.com