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Plataforma Solar Desierto de Atacama

Presentación ChileSol 2015Carlos Arenas CoronilSantiago, 21 de Julio 2015

“Centro Chileno de Investigación de Energía Solar Aplicada”

Centro Desarrollo Energético Antofagasta

Centro creado para impulsar la innovación, desarrolloe investigación aplicada, en temas relacionados conlas necesidades energéticas de nuestra zona.

Formación de Capital Humano Calificado

Investigación Aplicada, Desarrollo e Innovación

Asesoría, Capacitación, Entrenamiento e Información

Desarrollo Empresarial y Tejido Industrial

Ejes programáticos

Convenios y Colaboradores

Línea de Tiempo - CDEA

2009 2010 2011

• Creación del CDEA

• Formulación Proyecto

Magister en

Desarrollo Energético

• Gira Tecnológica a España,

Francia y Alemania.

• Foro Energía en Congreso

Nacional. “Desarrollo

Energético del norte de Chile,

en post de un cluster solar”

Marzo 2009.

• 1ra Generación Magister en

Desarrollo Energético

• Formaciones Profesionales ERNC

• Diseño Estructural y Operativo de

la PSDA. Visita Director PSA

• Instalación plantas PV juwi-CDEA

UA y SPA

• Foro Energía en Congreso

Nacional. “Es posible el 20%

ERNC al 2020. La Apuesta de la

Energía Solar” Junio 2010.

• Entrega de Estudio PSDA a Presidenta Cámara Diputada Sra

Alejandra Sepúlveda

• Segunda Generación Magister en Desarrollo Energético.

• Gira Tecnológica de Alumnos MDE

• Adjudicación FIC-R “Desarrollo de una Plataforma Tecnológica

para incorporar la generación distribuida, a través de módulos

fotovoltaicos, en la región de Antofagasta

• Representación ante APEC 2011, Gobierno Chileno.

• Instalación plantas PV Kraninch-CDEA UA

• Entrega por Bienes Nacionales Conseción de Uso Gratiuito 80 há

en sector Yungay.

Equipo de Trabajo Equipo de Trabajo Equipo de Trabajo

Línea de Tiempo - CDEA

2012

• 3ra Generación Magister en

Desarrollo Energético

• Formaciones Profesionales en

ERNC

• Difusión de PSDA a nivel de

Empresas, gobierno y

entidades internacionales

• Instalación plantas PV GM-

CDEA

UA

2013

• 4ta Generación Magister en Desarrollo Energético

• Formaciones Profesionales ERNC

• Adjudicación PMI-ANT 1201

• Adjudicación Fondap SERC-Chile

• Fortalecimiento y posicionamiento del centro de energías de la

universidad de Antofagasta como referente nacional de ERNC.

FIC-R Antofagasta.

• Fortalecimiento de la Formación de Postgrado en ERNC en la

Universidad de Antofagasta. FIC-R Antofagasta

• Implementación, desarrollo y difusión de la plataforma solar del

desierto de atacama inserta en el sistema de parques tecnológicos

regionales primera etapa. FIC-R Antofagasta.

• Planta Piloto para desarrollar nuevos fluidos de almacenamiento

de energía solar. FIC-R Atacama.

• Estudio Mecánica de Suelos - PSDA

2014

• 5ta Generación Magister en Desarrollo Energético.

• 1ra Versión del Doctorado en Energías

Renovables

• 2da Versión Diplomado Energía. FACING-UA

• Fase Cero – PSDA (Sistema Fotovoltaico,

Adecuación Física, Planta Solarimétrica)

Equipo de Trabajo Equipo de Trabajo Equipo de Trabajo

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Egipto (1913)Primeras aplicación histórica de concentración solar

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Instalación dedesalaciónsolar,diseñada yconstruida en1872, enChile, por elingenieroSueco CharlesWilson.

La instalación,formada poruna superficiede 4.757 m2

cubierta devidrio.

Tenía unacapacidad deproducción de22.5 m3/día.(4.7 lts./m2

día)

Las Salinas (1872)Primera aplicación histórica de desalación solar

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Hasta 1930, el Instituto Smithsonian operó un observatorio solar, en el cerro Moctezuma cercano a Calama.

Se llevaron a cabo investigaciones pioneras en la determinación de la constante solar y la distribución

espectral de la radiación solar.

Observatorio Solar- Instituto Smithsonian (1930)

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“ En cada m2 del desierto de atacama, se puede acumular en un año la misma energía, que produce un barril de petróleo”

Fuente Milenio Solar

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Indice Radiación Solar (Sur America)

• Una de las más lata

radiación solar del planeta

• Concepto de Isla

Energética

Potencial Solar de Chile

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Fuente Milenio Solar

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Fuente Serc Chile

Visión Solar)

Abastecer el 30% del consumo deelectricidad en Sudamérica con energía solar

200.000 MW

~ 6.000 km2

10 veces superficie de Stgo.

7 veces el consumo de Chile

Más de 66.000 km2 factibles (100 veces superficie de Stgo.)

Planta

Torre

Central

Planta

CCP de

Vapor

Planta Solar

Colectores

Stirling

Planta

Torre

Central

Planta CCP

PT1

Horno

Solar

Planta

Hidrógeno

Solar

Planta

Desaladora

Solar

Planta

Sales

Fundidas

Planta Fotovoltaica

Planta

Solar

tipo

Fresnel

No existe un centro de estas características en latinoamérica.

Estrategia a seguir: Plataforma Solar Almería

Plataforma Solar Desierto Atacama PSDA

M i s i ó n

“Promoción de la energía solar contribuyendo al

conocimiento científico y tecnológico, al

desarrollo productivo y a la diversificación

energética del país”

“Llegar a ser una institución de referencia a nivel

mundial, a través de la excelencia científica y

tecnológica. No solo para el entorno chileno sino

también para toda Latinoamérica y cualquier país

interesado en el desarrollo de esta tecnología”

V i s i ó n

Objetivos Plataforma Solar

Desarrollar actividades de investigación aplicada, de acuerdo a la EstrategiaRegional de Innovación, incorporando a empresas tecnológicas y de laindustria minera.

Promover la colaboración con universidades y centros de I+D+i nacionalese internacionales.

Participar de la curva de aprendizaje, y contribuir a la reducir de los costosasociado a estas tecnologías.

Contribuir al impulso de una industria auxiliar que favorezca el desarrollode un tejido industrial fomentando el encadenamiento productivo y spin-off.(Cluster Solar)

Ser el centro de referencia para estas tecnologías, no solo en Chile, sinoque también en el contexto Latinoamericano.

Beneficios de una Plataforma Solar

Disponer de un Laboratorio Solar a escala real en Sur América

Transferencia tecnológica y creación de capital humano avanzado

Resultados de pruebas y test de equipos o componentes con las

condiciones particulares de desierto de atacama.

(tubos calo-portador, TRC, espejos, sales fundidas, limpieza de paneles, solarimetría, estructuras)

Desarrollo Científico-Tecnológico, posicionará a Chile a la vanguardiamundial de esta tecnología, permitiendo desarrollo tecnología yconocimiento en energía solar. (curva de aprendizaje)

Generación de un Polo Energético en el norte del país, dadas lascaracterísticas solarimétricas del Desierto de Atacama.

Imagen del norte de Chile, asociado a “Green economy”

Tecnologías de captación y procesado

17

Instalaciones

Etapas de Construcción

18

Fase 1 27% de la Inversión (MM U$4,9)

Infraestructura de apoyo Plataforma Solar (año 1):

Edificios de Campamento

Banco de ensayo y homologación de captadores solares estáticos

Laboratorio de calibración y medida de módulos fotovoltaicos

Estación meteorológica (FIC-R 2013 Antofagasta)

Fase 2 24% de la Inversión (MM U$4,2)

Instalaciones y Equipamiento (año 2):

Campo de captadores solares estáticos

Laboratorio químico

Campo de captadores cilindro-parabólicos de pequeño tamaño

Horno solar

Campo fotovoltaico múltiple continuamente conectado a red

Laboratorio de calibración de sensores y equipos de medida

Fase 3 49% de la Inversión (MMU$8,9)Instalaciones y Equipamiento (año 3 y 4):

Sistema almacenamiento térmico captadores baja temperatura FIC-

R2013Atacama.

Lazo de ensayo para grandes captadores cilindro-parabólicos basados en aceite como

fluido de transferencia térmica

Circuito de sales fundidas con almacenamiento térmico

Sistema de torre central con campo de helióstatos

Pequeño campo de helióstatos para aplicaciones de concentración fotovoltaica

19

Chile debe contribuir a este 5%

IMPORTANCIA DE LA TECNOLOGIA CSP

Technology Roadmap - Concentrating Solar Power International Energy Agency 2010

20

Grado de Contenido Nacional

Suponiendo un Mercado de 2.000 MW de tecnología termosolar ( 9% a la Matriz al año 2020)

Generación de puestos de trabajo de personal calificado

• 4.000 empleos para la fabricación de componentes solares.

• Más de 8.000 empleos en la etapa de construcción

• Más de 1.200 empleos en la etapa de mantención y operación de las plantas

• Desarrollo industria de fabricación de piezas, partes y componentes.

• Industria Auxiliar de las Energías Renovables (clusterenergético)

• Extracción de sales no metálicas.

• Impacto indirecto significativo en economía local (sector servicios, inmobiliario, oportunidad para empresas locales).

• Desarrollo sector científico e Investigación y Desarrollo.

Fuente: Abengoa Solar

Fabricación Colectores Solares

21

Maestranza Ener-T, ubicada en la misma obra.

Fabrica en forma industrializada:

• 5.376 colectores solares, corresponde al campo solar

• 2.112, corresponde al campo de almacenamiento de sales.

• Conformando 156 lazos de 600 mts. de longitud,

(campo solar + SAT), suma total de colectores de 90 km.

Cada colector mide 12 mts. de longitud y 5,8 mts. de ancho.

La inversión de la planta de 50 MW y 6 horas de almacenamiento

térmico fue de US $ 300 M

Fabricación Heliostatos

22

Nave de Montaje Atacama1 , ubicada en la misma obra.

Fabrica en forma industrializada:

• Campo Solar 700 há.

• 10.600 Seguidores.

• Fabricación 20 Heliostatos diarios

• Heliostatos 140 m2

a. A través de FNDR, FIC, aportes de instituciones extranjeras y aportesprivados.Construir la estructura básica e inversión en equipos y gastos operacionalesde los primeros cinco años, poniendo a disposición de las empresasinteresadas en desarrollar I+D+i, una plataforma de servicios para quepuedan desarrollar sus proyectos.

b. Realización de ruedas de Negocio, Promoción y Road Tecnológicos: Promocionando las ventajas que tiene la zona norte de Chile, para la utilización de la energía solar, capturar el interés de empresas tecnológicas interesadas en desarrollar proyectos de I+D+i en la Plataforma Solar del Desierto de Atacama.

Fuentes de Financiamiento PSDA

Nota: Los aportes privados pueden acogerse a la ley 20.241 incentivo tributario para la inversión privada en Investigación y Desarrollo (I+D).

23

c. Programa Estratégico Nacional en Industria Solar (PES). Proyecto Emblemático

Avances a la fecha

1. Estudio “Diseño Estructural y Operativo deCentro de Investigación y Desarrollo de EnergíaSolar en el Norte de Chile" STA-CDEA-UA. 2010

24

2. Acuerdo de Colaboración entre CentroEnergía, Medioambiente y Tecnología(CIEMAT) y la Universidad de Antofagasta.2010

3. Adjudicación Plan de Mejoramiento Institucional (PMI), en el ámbito de Educación Superior Regional, “Fortalecimiento de la Universidad de Antofagasta, como referente Regional y Nacional en Energías Renovables no Convencionales”. 2012 www.energiasua.cl

Avances a la fecha

~a80 h

~85 km

~1.100 m.s.n.m

4. Concesión Uso Gratuito, 80 Há Estación Yungay. 2011

25

Avances a la fecha

5. Adjudicación Fondo Nacional de Desarrollo de ÁreasPrioritarias. (Fondap) 2011.Centro de Excelencia “Solar Energy Research Center Chile”

• Energía Solar en la industria (minería)

• Sistema Eléctrico con alta penetración de energía solar

• Uso de energía solar para comunidades rurales y urbanas.

• Almacenamiento de energía solar

• Tratamiento solar de agua.

• Investigación en modelos económicos sociales

26

Avances a la fecha

6. Acuerdo de Cooperación 3M-CDEA, Instalación Colector Cilíndrico. 2012

Colector Solar cilindro parabólico LAT, Gossamer Space Frame and 3M

Sistema de Apertura de 7,25 mts., obteniendo grados de concentración 103x.Uso de película con una eficiencia del 94,8%, remplazando el uso de cristal.Uso de estructuras de aluminio de menor peso, y sistema constructivo tipo mecano.Utilización de sistema continuo hidraúlico en seguimiento solar.

27

Avances a la fecha. Fondo Innovación y Competitividad FIC-R 2013

~80 ha

28

7. Instalaciones de apoyo operacional PSDA

Avances a la fecha. Proyecto Arquitectura Bioclimática (Campamento)

29

Avances a la fecha. Fondo Innovación y Competitividad FIC-R 2013

8. Implementación, desarrollo y difusión de la Plataforma Solar Desierto deAtacama, inserta en el sistema de parques tecnológicos regionales (Primera Etapa)

30

9. Instalación diez plantas fotovoltaicas en la U. de Antofagasta y SPA.(diferentes tecnologías y modulaciones)

2 Plantas, 10 KW , Krannich

$30 Millones . U. Antofagasta

2 Plantas, 12 KW , Juwi,

$80 Millones. U. Antofagasta

Planta Juwi Campus Coloso

Planta Juwi , Escuela E-26, San Pedro de Atacama

5 Plantas, 21 KW , Tritec $60 Millones. U. A.

Planta Rectoría U. Antofagasta

Estación

Solarimétrica

Concesión UCN por

5 años.

Proyecto FIC $30

millones

Medición certificada

de irradiación, datos

para utilidad

pública.

Avances a la fecha.

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Avances a la fecha.

32

10. Participación en Visita Oficial y de Estado de Pdta. M. Bachelet a Alemania yEspaña (Octubre 2014)

Avances a la fecha.

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Avances a la fecha.

34

11. Workshop (enero 2015) Células Fotovoltaicas Bifaciales

• Soporte y apoyo para organizar seminarios, workshops, escuelas de verano en el campo de energía solar.

• Entrenamiento en nuestros laboratorios para aprender y conocer la cadena de procesos completa de fabricación de celdas y módulos solares. Caracterización de celdas y módulos incluida.

• Preparación de módulos usando celdas solares con nuevas tecnologías.

• Además nuestros socios industriales pueden proveer módulos solares con nuevos conceptos industriales de valor agregado: Apollon Solar.

Avances a la fecha.

35

12. Estudio Solarimetría e impacto del polvo y suciedad en tecnologías solares(Marzo-Ferrada, 2014)

• Medidas de la radiación solar en la superficie terrestre. (DNI, DHI, GHI)

• Medidas en Tierra v/s Datos Satelital.

• Soiling. (Ensuciamiento)

La suciedad depositada en las superficie es

diferente. (camino, faena, distribción

heterogénea, exterior v/s interior)

Debido a la gravedad: sedimentación de las

partículas en la superficie.

Adhesión por: humedad, fuerzas de Van der

Waals y/o electrostática.

Cimentación con sal y otros productos

químicos.

Otros: por ejemplo, excrementos de pájaros,

fusión de polvo en las ventanas de absorción

o tubos de vidrio

Lavado de los espejos por la lluvia (nieve)

Avances a la fecha.

36

12. Estudio Solarimetría e impacto del polvo y suciedad en tecnologías solares

(Marzo-Ferrada, 2014)

• Limpieza Natural. (lluvia, llovizna, rocío, viento)

• Sistemas de Limpieza. (parámetros: presión, temperatura y salinidad del agua)

• Optimización del lavado (agua / aire / robot)

• Prevención ( noche, anti-soiling, parapeto o cerca de vientos, caminos, grava o vegetación, etc.)

Avances a la fecha.

37

13. Proyecto: Centro Formación Técnica en Energía Solar (GIZ)

Dentro de las acciones que está desarrollando el CDEA-UA, con la Agencia de Cooperación AlemanaGIZ, es la materialización de un Centro Regional (Internacional) de Formación en energía solar (CSP /CST y PV), que mediante actividades de formación, entrenamiento y capacitación mejore lascapacidades técnicas de los futuros profesionales que se desempeñarán en el diseño, puesta enmarcha, mantención y operación de estas plantas.

En ese sentido se está elaborando un modelo de un Centro de Formación en Energía Solar CFES, elque debería proponer el diseño de su currículum formativo e implementar los cursos especializadosen CSP/CST y PV, aprovechando la condición privilegiada de Antofagasta (única en el mundo) , ya queconfluyen todos los actores : UA, CDEA, PSDA, Cías. Mineras y una industria solar PV, CSP y CST quecomienza a formarse, todo lo anterior permite que este proyecto tenga sustentabilidad en el tiempo.

Avances a la fecha.

38

• Análisis de brechas existentes • Tipo de formación• Grupos Objetivos (Profesionales

Técnicos e Instaladores)• Período de cursos• Cantidad de alumnos• Formación de formadores• Infraestructura requerida• Certificación Internacional

Adaptar las necesidades reales de las empresas con el desarrollo de este currículum formativo.

Desarrollo formativo sea de interés de la industria de la energía solar, tal como ocurre con el desarrollo de los Marcos de Cualificaciones para la Minería, y que fueron levantada a solicitud del Consejo Minero.

Plataforma Solar de Almería (PSA), España

Ciemat, España

Juwi Solar, Alemania

Krannich Solar, Alemania

Enel Green Power, Italia

Xstrata Copper, Minera Lomas Bayas

Fotovoltaik, España.

Codelco Chuquicamata y Radomiro Tomic

Convenios de

Colaboración

Establecidos

Asesoría : Minera Escondida, Minera Lomas Bayas, FCAB, GORE

Antofagasta, Codelco RT, MH y Chuquicamata

Avances a la fecha.

39

Hacia un Clúster Solar de categoría mundial

40

Hacia un Clúster Solar de categoría mundial

41

Hacia un Clúster Solar de categoría mundial

42

Concesión de Uso Gratuito

43

Concesión existente ABCDEFG

Ampliación de Concesión EIJKHAGF

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Titulo Presentación

Concesión existente ABCDEFG

Ampliación de Concesión EIJKHAGF

Bodega ReciclajeLaboratorios

Talleres

Villa

Tratamiento de Agua

Micro-Red (Eólico)

Stirling CPV

Pista de Aterrizaje

Torre CentralHorno Solar

Edificio Institucional

Cilindro Parabólico + Fresnel + Sales Fundidas

Aplicaciones Futuras

PV (Mono/Poli/Capa Fina/Amorfa/Bi-PV/HCPV) -

Convertidores

Ingreso(Recepción,

Salas temáticas)

Reservado Astronomía

Concesión de Uso Gratuito

Hacia un Clúster Solar de categoría mundial

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Instalaciones Existentes (Primera Etapa)

46

8 kW – Thin-Film, FirstSolar

5 kW – Silicio Policristalino

Sistema Fotovoltaico Off-Grid

Estación Solar

PSDA Camp 110 x 30 m

Instalaciones Existentes (Primera Etapa)

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Instalaciones Existentes (Primera Etapa)

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Instalaciones Existentes (Primera Etapa)

49

Instalaciones Existentes (Primera Etapa)

50

Para lograr ser un país desarrollado, no solamente debemos explotar los recursos naturales, si no también

el desarrollar el conocimiento, la investigación y la innovación, avanzando a una sociedad del

conocimiento.

Plataforma Solar del Desierto de Atacama

“Centro Chileno de Investigación aplicada de Energía Solar”