Pierre elbaz. la generación con plantas solares modulares de receptor central

SISTEMAS MODULARES PARA CENTRALES SOLARESSISTEMAS MODULARES PARA CENTRALES SOLARES TERMOELÉCTRICAS

PLANTA TERMOSOLAR MODULAR HÍBRIDA DE 100 kW

Madrid, 1 de Julio de 2010

INDICE

C O OGÍ O SOINTRODUCCIÓNTECNOLOGÍA AORA SOLAR

FUTUROFUTURO

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FUTUROFUTURO

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INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

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

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SISTEMAS DE RECEPTOR CENTRAL O TORRE SOLAR

CONCENTRADORES LINEALES DE FRESNEL

SISTEMA DE DISCO PARABOLICO CANALES PARABOLICOS

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


Los esquemas de funcionamiento actuales de las plantas solarestermoeléctricas con concentradores cilindro-parabólicos sontecnológicamente maduros y de difícil y costosa mejora de eficiencia.

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


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

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


PRINCIPALES INCONVENIENTES DE LAS GRANDES PLANTAS

1 Necesidad de grandes superficies de terreno con

TERMOSOLARES CONVENCIONALES

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

2. Grandes inversiones económicas. 3 Capacidad de evacuación eléctrica elevada3. 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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FUTUROFUTURO

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TECNOLOGÍA AORA SOLAR

DSTTECNOLOGÍA AORA SOLAR

Distributed Solar Thermal

PV CSP

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CARACTERÍSTICAS INNOVADORAS DE LA TECNOLOGÍA AORA


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

i d j l 1 MWagrupaciones 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 caloportadorp

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

• Utilización de la energía térmica sobrante para su aplicaciónUtilización de la energía térmica sobrante para su aplicaciónen diferentes procesos.

• Bajo coste de mantenimiento. Mantenimiento escalonado.

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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO CON COMBUSTIBLE


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PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO CON RADIACIÓN SOLAR


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COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN


Una unidad estándar incluye una turbina de gas de 100 kW eléctricos y170 kW térmicos que se integra con el receptor solar, colocándose amboselementos en la parte superior de una torre de 30 metros de altura Laelementos en la parte superior de una torre de 30 metros de altura. Latorre se ubica frente a un campo de heliostatos que suponen unasuperficie de reflexión de entre 600 m2 y 700 m2, aproximadamente. El áreatotal requerida para el campo de heliostatos y la torre es de 1.800 m2.q p p y

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.

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COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Campo Solar


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

Nº Heliostatos: 30N 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: Torre


CaracterísticasMaterial AceroMaterial AceroAltura 30 m

Peso 12,5 toneladasPlataforma de trabajo

5.5m

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COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Sistema de generación de energía


energía

Turbina

R t lC t d d i

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Receptor solarConcentrador secundario


COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de generación de energía


energía

Turbina

R t lC t d d i

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Receptor solarConcentrador secundario


PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOCOMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Sistema de generación de energia


100 kWe170 kWt

energia

170 kWt

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COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Turbina


Características técnicas turbina

Parámetros de funcionamiento

• Presión de trabajo 4.5 barfuncionamiento • 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: Receptor solar


Características técnicas receptor solar

Temperatura de salida

>1000 °C salida

Presión de trabajo 4.5 bar(a)

Fluido caloportadorAIRE COMPRIMIDO

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COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Turbina y Receptor solar


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COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Sistema de control


El sistema de control integra a todos los elementos de la instalación1. Campo solar: movimientos y calibración.2 Sistema de generación: Receptor y turbina2. Sistema de generación: Receptor y turbina.3. Master Control.

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PRINCIPALES VENTAJAS


Sistema modular.Sistema híbridoSistema híbrido.Potencial de funcionamiento 24/7.Uso eficiente del sueloUso eficiente del suelo.Flexibilidad de operación.Mantenimiento escalonado.Posibilidad de aprovechamiento del calor residualNo hay vapor a condensar.Gestionable.

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VENTAJAS DE LA MODULARIDAD


Uso eficiente del suelo: 5 Módulos ,500 kW

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Generación centralizada

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Generación distribuida

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VENTAJAS DE LA HIBRIDACION


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

DieselDieselGas naturalBiogásBio fuelBio fuel

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APROVECHAMIENTO CALOR RESIDUAL


Utilización de los kWeléctricos

A A.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 absorciónabsorción

Aplicación a invernaderos

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

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FUTUROFUTURO

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FUTUROFUTURO

HELIOSTATOS

SUPERFICIE REFLECTANTESISTEMA DE CONTROL

AORA

I�D��

TORRETURBINA

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