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El Centro Tecnológico Avanzado de Energías Renovables

Valeriano Ruiz Hernández Presidente del CTAER

Realidades y Perspectivas

Introducción

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•  Andalucía ha estado en la cabeza de la I+D+i en energías

renovables: PSA, primer aerogenerador en Tarifa, biomasa, primera fábrica de células fotovoltaicas) pero casi siempre a través de las inicia<vas de otros (CIEMAT, IDAE,...)

•  El éxito de ese proceso se manifiesta sobre todo en

Andalucía: centrales termosolares, parques eólicos, centrales de biomasa y fotovoltaicas.

•  Los beneficios son ya patentes: empleos y empresas, desarrollo industrial, disminución de emisiones, seguridad del suministro energé<co, disminución de importaciones de combus<bles fósiles.

•  Tenemos que seguir adelante hasta conseguir un sistema

energé<co sostenible.

•  Se crea el CTAER para mantener el liderazgo nacional e internacional.

•  Veremos si va en camino de cumplir con su misión.

Misión

El CTAER es un centro tecnológico cuyo objetivo es contribuir, mediante la I+D+i, a la implantación de un sistema energético sostenible

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La organización

Entidades públicas

Universidades

Empresas

CTAER es una fundación privada

Un Patronato de entidades públicas y privadas implicadas en el cambio de modelo energético.

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Cuenta con la certificación AENOR en Gestión Medio Ambiental, y la de Calidad y Gestión de Proyectos de I+D+i

Las infraestructuras de I+D forman parte del mapa de Infraestructuras Científicas del Ministerio de Economía y Competitividad.

CTAER trabaja con la Comisión Europea como centro de investigación en proyectos de ámbito internacional.

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La entidad

CTAER es Agente del Sistema Andaluz del Conocimiento de la Junta de Andalucía, como “centro tecnológico avanzado” (BOJA, 8 de abril de 2008).

Ha sido declarado de “interés autonómico” por el Gobierno andaluz (BOJA núm. 54; Sevilla, 19 de marzo de 2009).

¿Cómo actúa?

Desde la Investigación a la puesta en servicio.

Los proyectos de I+D de iniciativa propia o en colaboración con empresas, universidades y otros centros tecnológicos.

ESTAMOS AQUÍ

•  Detección de necesidades.

•  Gestión de proyecto.

•  I+D experimental.

•  Productos y Servicios.

•  Certificación.

•  Estudios/Formación.

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NECESIDAD Y MEJORA

CONSUMO

I+D

COMERCIALIZACIÓN

DISTRIBUCIÓN

Con base en Andalucía y actuación nacional e internacional

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Ámbito de actuación

Con base en Andalucía

Una región pionera en energías renovables:

1982-‐1983: Plataforma Solar

de Almería

1982: Primer aerogenerador. (Tarifa. Cádiz)

1995: Primera planta de producción eléctrica del olivar del mundo

(Córdoba)

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Infraestructuras de I+D+i

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Laboratorios del área de biomasa. Mengíbar, Jaén.

Área energía eólica y marina.

Infraestructuras del área solar. Tabernas, Almería.

Área solar

Infraestructuras, Productos y Servicios

Infraestructuras de I+D

EN SERVICIO

Características del emplazamiento

•  Superficie total: 91,07 ha. •  Alumbrado · Media y baja tensión ·

Telecomunicaciones.

•  Agua bruta y tratada (desionizada, osmotizada).

•  Gestión de residuos (punto limpio).

•  Equipamiento científico para medidas y análisis.

EN CONSTRUCCIÓN

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Instalación de geometría variable para sistemas de receptor central.

Instalación de geometría variable para captadores solares de canal parabólico.

Terrenos de invesMgación del CTAER en el desierto de Tabernas, junto a Plataforma Solar de Almería.

Proyección 2008 -‐ 2017

Instalación solar de geometría variable para sistemas de receptor central

Primera con capacidad para ajustarse de forma dinámica a la posición variable del sol.

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Raíles: 2 de 4 m de anchura 741,5 m longitud total

Plataforma giratoria: con capacidad para albergar diferentes tipos de receptores

1

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Torre: estructura metálica de 57,7m en acero galvanizado

Campo de heliomóviles: 13 heliomóviles

Instalación de geometría variable para evaluación y caracterización de captadores solares de canal parabólico

Ficha técnica . Módulos de hasta 24 m de longitud y 7,5 m de apertura. . Seguimiento acimutal: . Seguimiento en elevación . Control de temperatura de ensayo . Sistema de ensayo de envejecimiento acelerado

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MECANISMO DE INCLINACIÓN (hasta 37 º) NUEVA PROPUESTA CONCEPTUAL DEL CTAER

Caseta de control

CCP a ensayar

Sistemas térmicos de Calentamiento/enfriamiento

Estructura de soporte y mecanismos

Plataforma basculante 0-37º

Perfiles HEA, IPE soldados Chapa lagrimada

Unión atornillada

Equipamiento •  Estación meteorológica. •  Sensores solares: pirheliómetros y piranómetros.

•  Radiómetro de cavidad absoluta para calibración de sensores solares.

•  Equipo de fotogrametría.

•  Reflectómetros portáMles.

•  Espectofotómetro.

•  Cámaras CCD y CMOS.

•  Cámara para ensayos de envejecimiento acelerado.

•  Cámara de cielo.

•  Cámaras termográficas.

•  Equipo de análisis de parZculas del aire.

•  Sensores de flujo térmico.

•  Termopares y termorresistencias.

•  Caudalímetros de ultrasonidos.

•  Transductores y sensores (fuerza, momento, presión, desplazamiento…)

•  Material general de laboratorio (microscopio ópMco, balanzas…)

Cámara CCD HAMAMATSU

Cámara CMOS PHOTONFOCUS

Seguidor solar + piranómetros KIPP & ZONEN

Estación meteorológica

Pirheliómetro KIPP & ZONEN

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Reflectómetro portátil DEVICES & SERVICES

Cámara de cielo YANKEE

Anemómetro y veleta

Cámara de Envejecimiento Acelerado ATLAS

Cámara termográfica

FLIR

Espectofotómetro PERKIN ELMER

Analizador de parUculas del aire

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Evaluación de campos de heliostatos

Servicios disponibles

Tipo de Servicio: Análisis a través de ensayos a escala industrial. Lugar: Instalaciones para receptor central (Tabernas, Almería) Descripción: Permite diseñar, calcular y ensayar diferentes configuraciones para campos de heliostatos, determinando en cada caso, la eficiencia óptica resultante. En respuesta a la necesidad de validar en campo (condiciones reales), los resultados obtenidos mediante programas de optimización.

Heliomóvil y raíles

Validación en campo

Simulación software

Optimización de la configuración del campo

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Consideraciones técnicas: Distancia máxima a la torre, 400 m, mínima 50 m. Superficie reflectora del heliomóvil actual, 120 m2.

Evaluación de receptores Tipo de Servicio: Análisis a través de ensayos a escala industrial. Lugar: Instalaciones para receptor central (Tabernas, Almería). Descripción: Existen tres superficies de ensayo de receptores en la torre. Dos con orientación Norte fija (alturas: 39 y 48 m), y una tercera puede estar situada en una plataforma de ensayo móvil (altura: 58 m), que permite orientar al receptor en cualquier dirección. La capacidad de inclinación del plano del receptor permite que los ensayos se puedan realizar con incidencias muy cercanas a la normal durante un elevado periodo de tiempo todas las horas de sol de un día.

Plataforma giratoria Espacios fijos

disponibles en orientación norte

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Banco de pruebas de materiales refractarios en el centro de la diana.

Consideraciones técnicas: - Apto para cualquier tipología de receptor.

- Capacidad portante máxima, 25 t. - Capacidad térmica hasta 1 MWt (1ª Fase).

Evaluación de materiales refractarios Tipo de Servicio: Análisis a través del ensayo en infraestructura a escala industrial. Lugar de ensayo: Instalación solar para sistemas de receptor central (Tabernas, Almería). Descripción: La diana de ensayo dispone banco de pruebas para materiales refractarios capaz de albergar muestras de hasta 2x2 m. El banco de pruebas tiene un acceso desde la parte posterior de la diana, haciendo rápido y sencillo el intercambio de muestras.

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Posición de las superficies de ensayo disponibles en la torre.

Muestra de pinturas cerámicas tras ensayo.

Consideraciones técnicas: Tamaño máximo de las muestras 2x2 m.


Caracterización de canales parabólicos Tipo de Servicio: Análisis a través del ensayo en infraestructura a escala industrial. Lugar: Instalaciones I+D (Tabernas, Almería). Descripción: La plataforma de ensayos del CTAER permite caracterizar tanto óptica como térmicamente captadores canal parabólico en cualquier orientación y con un rango elevado de inclinaciones. De esta forma se puede controlar en todo momento el ángulo de incidencia de la radiación directa sobre el captador. Además permite el uso de dos fluidos caloportadores distintos, por ejemplo, agua y aceite térmico. En el futuro se ensayarán otros (sodio, sales fundidas, etc).

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Muestra de un captador solar de canal parabólico.

Consideraciones técnicas: - Longitud máxima del captador: 24 m. - Anchura máxima en la apertura del captador: 7,5 m. - Inclinación máxima: 37 º (Para captadores de longitud < 14 m).

Tipo de Servicio: Ensayos de la calidad superficial de concentradores solares. Lugar de ensayo: En las instalaciones de Tabernas o donde está construido el concentrador. Tecnologías disponibles en función de la precisión requerida:

1.- FOTOMETRIA: Precisión de ±2 mm. 2.- LASER ESCANER: Más rápido pero con una precisión de décimas de milímetro.

Estudio de un captador canal-parabólico mediante fotogrametría.

Ensayo de un heliostato, con Laser Scanner

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Caracterización superficial de concentradores

Caracterización óptica de concentradores

Tipo de Servicio: Caracterización óptica de concentradores. Lugar de ensayo: Desplazamiento a lugar solicitado o instalaciones en Tabernas. Dos tipos: 1.- Caracterización de la calidad óptica de un heliostato. 2.- Caracterización del error de seguimiento y offset de un heliostato.


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Toma de medidas de flujo en la diana.

Consideraciones técnicas: Necesario un blanco de apunte que soporte el flujo del concentrador. Permite evaluar concentradores de foco puntual.

Optimización de centrales de torre Tipo de Servicio: Ingeniería y consultoría. Lugar de ensayo: Desplazamiento a lugar solicitado. Descripción: El CTAER utiliza diferentes códigos para la optimización de los parámetros principales de centrales solares de torre. El objetivo no es sólo obtener la distribución óptima de los heliostatos en el campo solar, sino también definir parámetros como la altura de torre, tamaño del receptor, etc.


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Campo de heliostatos de la central Gemasolar, Fuentes de Andalucía. Sevilla.

Distribución optimizada de un campo solar.

Consideraciones técnicas: El código es adaptable a las especificaciones del cliente.

Simulación óptica mediante raytracing

Tipo de Servicio: Ingeniería y consultoría. Lugar de ensayo: Desplazamiento a lugar solicitado.

Descripción: Mediante la utilización de códigos ópticos, se estima la cantidad y distribución de flujo en un plano. Los resultados obtenidos sirven como base para la ingeniería de detalle del concentrador.

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Sistema óptico de un disco parabólico evaluado mediante Raytracing.

Distribución de flujo estimada para un heliostato con una elevada aberración astigmática.

Consideraciones técnicas:

Diferentes códigos disponibles en función de la precisión del resultado (Raytracing / óptica Gaussiana).

Laboratorio de caracterización de biomasa. Laboratorio de ensayos de aparatos calefactores. Planta Piloto para obtención de bioetanol de 2ª generación. Capacidades del laboratorio de Biomasa.

Área Biomasa

Infraestructuras I+D Laboratorios de

Biomasa del CTAER (520 m 2 ). Parque tecnológico GEOLIT. Mengíbar (Jaén).

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Laboratorio de caracterización de biomasa Equipamiento:

•  Molinos de cuchillas (AS2000 y ZM200, Retsch).

•  Tamizadoras horizontales y verMcales (AS200 y AS400, Retsch).

•  Estufas de secado (UFE400, 500, 700 y 800, Memmert).

•  Hornos mufla (LVT15/11, Nabertherm).

•  Durabilímetro de pelets (Idura 01, SBS).

•  Balanzas analíMcas (Metller Toledo).

•  Calorímetro semiautomáMco (Parr 6300).

•  ICP-‐OES (715-‐ES, Varian).

•  Horno microondas (Ethos One, Milestone).

•  Analizadores elementales (Truspec CHN-‐S, Leco).

•  Valorador (G20 Compact, Mehler Toledo).

•  Horno de fusibilidad (AF700, Leco).

•  Kit de densidad de parZcula (Mehler Toledo).

•  Contenedores normalizados.

•  HPLC ( Alliance e2695, Waters).

•  GC (7890A Series, Agilent).

•  Sistemas Soxlhet.

•  Autoclave (LABV-‐A 3870, Tuhnauer).

•  Espectrofotómetro NIR (MPA, Bruker).

•  Analizador termogravimétrico (TGA/ DSC 1, Mehler Toledo).

•  FTIR (Nicolet 6700, Thermo).

•  Fermentadores (Bioflo 115, New Brunswick).

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Caracterización de biomasas Tipo de Servicio: Análisis. Lugar de ensayo: Laboratorios en Mengíbar, Jaén. Descripción: Se determinan los principales parámetros que caracterizan la biomasa, ya sea para su uso como biocombusMble sólido o para producción de bioetanol (sólo de segunda generación).

Tipos de análisis:

•  Muestreo y toma de muestras.

•  Humedad.

•  Cenizas.

•  Volátiles.

•  Poder calorífico.

•  Análisis elemental.

•  Densidad aparente o de pila.

•  Densidad de partícula.

•  Distribución granulométrica.

•  Distribución de tamaño de

partículas de pellets desintegrados.

•  Durabilidad mecánica de los pellets.

•  Longitud y diámetro de los pellets.

•  Análisis térmico.

•  Extractivos, carbohidratos y lignina.

•  Proteínas.

•  Hidrólisis enzimática y fermentación de biomasa lignocelulósica.

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Métodos de ensayo: Comité Europeo de Estandarización (CEN 335: Solid Biofuels). NaMonal Renewable Energy Laboratory (NREL).

Detección rápida de parámetros de calidad - Tecnología NIR (Near Infrared)

Tipo de Servicio: Análisis rápido de biocombustibles. Lugar de ensayo: En instalaciones de CTAER o desplazamiento a enclave solicitado. Descripción: Determinación rápida de parámetros de calidad de biocombustibles por espectroscopia de infrarrojo cercano.

Esta nueva tecnología aplicada al sector de la biomasa permite en pocos segundos, cuando antes se tardaba semanas en obtener parámetros de calidad de huesos de aceituna y orujillo, (y otros combustibles, en un futuro inmediato), con un margen de error mínimo. I n s t r u m e n t o s

portátiles.

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Laboratorio de ensayos de aparatos Calefactores: equipamiento analítico

La composición de los gases de combustión se determina mediante un analizador en continuo (Advanced Optima AO 2000, ABB). Las emisiones de partículas son medidas mediante un analizador de partículas (D-R 300-40, Durag).

Sensores termopares, transmisores y transductores de presión y temperatura, caudalímetros.

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Infraestructuras y equipamientos

Caracterización de aparatos calefactores (calderas)

Tipos de análisis:

•  Rendimiento

•  Potencia total

•  Composición y temperatura de humos (COx, NOx, polvo, ...)

•  Autonomía de cenizas y tolva.


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Tipo de Servicio: Análisis a través de ensayos de calefactores. Lugar de ensayo: Laboratorios en Mengíbar, Jaén. Descripción: Estos laboratorios permiten la caracterización de aparatos calefactores construidos de acuerdo a las normas EN 14785, EN 13229, EN 13240 y EN 12809. Asimismo, se estudia el funcionamiento de estos aparatos tanto con biocombustibles sólidos

típicos como alternativos.

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Planta piloto de obtención de bioetanol de 2ª generación: equipamiento analítico

Infraestructuras y equipamientos

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Investigación: Evaluación el potencial de la biomasa para producción de bioetanol a partir de una biomasa lignocelulósica.

Tipos de ensayos: · Distintas condiciones de pretratamiento: relación sólido/líquido, temperatura y tiempo de residencia. · Composición de los sólidos pretratados y fracción líquida (hidrolizados): determinación de extractivos, azúcares y lignina. · Hidrólisis y fermentaciones: simultánea (SSF) y/o secuencial (SHF). · Rendimientos: etapas de hidrólisis, fermentación y obtención de bioetanol.

Servicios transversales

ESTUDIOS ENERGÉTICOS

ESTRATEGIA E INNOVACIÓN

GESTIÓN DE LA i+D+I

FORMACIÓN

Desarrollo de diversos tipos de estudios e informes energéticos en las diferentes áreas y sectores.

· Vigilancia Tecnológica (Estudios y análisis del estado del arte de las tecnologías). · Asesoramiento y diseño en la creación de infraestructuras de investigación.

· Asesoramiento en diseño, planificación y seguimiento de proyectos de innovación y desarrollo tecnológico a nivel nacional e internacional. · Gestión científico-técnica en proyectos internacionales.

· Elaboración de diagnósticos de necesidades formativas. · Diseño, organización y puesta en marcha de jornadas, cursos y estudios de postgrados, realizados a medida.

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Proyectos de referencia COLABORADOR/CLIENTE

PROYECTO DESCRIPCIÓN

Captorsol

Hibridación Solar-Biomasa

SKA- ER

BIOSTIRLING-4SKA

Aplicaciones renovables para un sistema de invernadero. Estudio energético y asistencia técnica.

Mejora del diseño de centrales solares con tecnología de torre.

Estudio de nuevos modelos de plantas de energía en el sector industrial.

Diseño del sistema de suministro de energía para el Proyecto intercontinental SKA.

Infraestructura de investigación distribuida del la energía termosolar

Apoyo a TECNOVA. Consejos para el Estudio y la

Aplicación de fotovoltaica solar térmica y biomasa en el sistema de invernadero.

Desarrollo de discos parabólicos stirling para el proyecto SKA

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Selección de Proyectos de referencia

COLABORADOR/CLIENTE PROYECTO DESCRIPCIÓN

BIO-SOS I,II

CRS- SALES

Seminario Internacional de Energía Solar Termoeléctrica. Escuela Superior de Ingenieros de Sevilla, Noviembre de 2012.

CURSO DE OPERADORES DE PLANTAS 200 horas. Mayo-noviembre de 2012.

Informe de Vigilancia Tecnológica sobre el Sector Solar termoeléctrico 2010-2011.

Colaborar en investigación para la obtención de biodiesel a partir del cultivo de microrganismos (sobre todo, algas).

Análisis de geometrías óptimas de campos de heliostatos y torre en función de la latitud y del recurso solar, control de la medida de potencia incidente en un receptor de sales.

Conocimientos técnicos para llevar a cabo los planes de desarrollo de electricidad termosolar en sus países de origen

Operación de las centrales termosolares: funcionamiento, puesta en marcha, tareas de supervisión, operación y mantenimiento.

Directorio de los agentes del sector, guía de las legislaciones, agenda de las actividades. Listado de recursos y convocatorias más importantes. Análisis de estos elementos de las tecnologías.

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Certificaciones de calidad

El área de biomasa del CTAER y sus oficinas de servicios generales en A l m e r í a t i e n e n certificado IQNet en:

UNE EN ISO 9001: 2008 Requisitos de Sistemas de Gestión de Calidad. UNE EN ISO 14001: 2004 Requisitos de Sistemas de Gestión Medioambiental.

Además en: UNE 166002: 2006 Gestión de la I + D + i: Requisitos del Sistema de Gestión de la I+D+i.

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ER-‐0894/2011

GA-‐2011/0435

IDI-‐0046/2011

Beneficios de trabajar con la fundación CTAER

Beneficio fiscal: · Por contratación: (deducción del 10 al 12 % del Impuesto de Sociedades) · Por convenios de colaboración: (Gasto deducible en la liquidación de impuesto de Sociedades).

Beneficiarse de las mejoras que propicia la investigación

Contribuir a resolver uno de los principales retos: El cambio del modelo energético y de sus

consecuencias negativas.

Estar en primera línea de la investigación e Innovación en Energías Renovables.

¿En qué podemos colaborar?

Paraje los Retamares S/N 04200

Tabernas -Almería (España)

Tlf.: (+34) 950 10 45 46 Email: [email protected]

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