TECNOLOGÍAS PARA INNOVAR EN EL CAMPO ENERGÉTICO GESTIONABILIDAD E INNOVACIÓN EN PLANTAS TERMOSOLARES Badajoz, 10 de julio 2009

INDICE 1.Introducción 2.Tecnologías actuales 3.Situación en España y en el mundo 4.Aspectos de Gestionabilidad 5.Líneas de Desarrollo Tecnológico 6.Costes 7.Previsiones de Implantación

REFERENCIAS HISTÓRICAS DEL USO DE LA TECNOLOGÍAS DE CONCENTRACIÓN SOLAR 200 a.C Primera central termosolar de canales parabólicos en Shuman in Meadi, cerca de El Cairo (5 filas de 62 m con una turbina de vapor de120 CV) 1914 Concentrador de reflectores lineales de 6 km de longitud para una industria de tinte de cuero Asedio de Siracusa

LAS PLANTAS EN LA ACTUALIDAD

PRINCIPALES TECNOLOGIAS Discos Parabólicos con motor Stirling Canales Parabólicos Reflectores lineales Frenel Helióstatos con receptor en torre Desde sistemas centralizados a sistemas distribuidos

DIAGRAMA DE LAS PLANTAS Tubo absorbedor Almacenamiento Campo de colectores Tuberías Distribuidoras Espejo Parabólico Campo de colectores Bloque de Potencia

SITUACION ACTUAL  Hay centrales termosolares con colectores cilindro parabólicos en funcionamiento desde mediados de los 80 y constituyen una tecnología comercial fiable. Se encuentran en operación 350 MW en USA y 150 MW en España. Hay más de MW en construcción en nuestro país  Hay campos de heliostatos en operación desde principios de los 80 con eficiencia y fiabilidad demostrada y que, en la actualidad, están dedicados a ensayos de componentes y aplicaciones. Asimismo, hay una central comercial de 11 MW en operación continuada desde mediados de 2007 y otra de 20 MW que ha entrado recientemente en operación.  Las centrales termosolares son gestionables, mediante almacenamiento térmico y/o hibridación, bien con biomasa o con combustibles fósiles  Aplicaciones duales como por ejemplo generación eléctrica y desalación de agua podrían cubrir necesidades en emplazamientos específicos  Los costes de generación son todavía elevados y las necesidad de agua para la refrigeración del ciclo deben ser reducidas

COMPARACION ENTRE LA TS Y OTRAS E. R. (DATOS ACTUALES PARA ESPAÑA) ENERGIA EOLICAFOTOVOLTAICA Recurso Operación TS: h/año Gestionable Emplazamiento Costes TS: 6.000€/kW 27 c€/kWh Diferente y complementario hasta cierto nivel Predicción menos fiable Lo mismo que las TS Diferente No compiten por el mismo territorio Los mismos intereses pero con distintos requisitos del terreno Más adecuada en elect. rural Fluente / no gestionable horas/año Fluente / no gestionable 1600 horas/año €/kW, 8 c€/kWh6.500 €/kW, 32 c€/kWh

PLANTAS EN OPERACIÓN EN ESPAÑA PS10 Y PS20 en Sanlucar la Mayor, Sevilla

PLANTAS EN OPERACIÓN EN ESPAÑA ANDASOL 1 en Aldeire, Granada PE 1 Calasparra, Murcia PTS Puertollano, Ciudad Real

EVOLUCION PREVISTA DE LA POTENCIA TERMOSOLAR INSTALADA EN ESPAÑA

PLANTAS EN EE.UU. Plantas SEGS (Total 354 MW) Kramer Jctn / Harper Lake, California Nevada Solar One 64 MW Boulder City, Nevada Red Rock 1 MW Arizona Kimberlina 5 MW Bakersfild, California

150 MW ISCC at Hassi R’Mel 470 MW ISCC at Ain Beni Mathar 146 MW ISCC at Kuraymat 100 MW in Abu Dhabi PRIMEROS PROYECTOS EN LA ZONA MENA

CARACTERISTICAS RELEVANTES DE LA GENERACION TERMOSOLAR  Las Centrales Termosolares tienen las mismas características operacionales que las centrales térmicas convencionales - Proporcionan aporte inercial al sistema - Permiten regulación primaria, secundaria y terciaria - Además, pueden ser desconectadas sin perder su capacidad de seguir recolectando energía  Pueden ser fácilmente hibridadas con gas natural o biomasa  La predicción del recurso solar es bastante fiable Fuente: Foro Nuclear

LA GESTIONABILIDAD EN EL REGIMEN ESPECIAL

LA GESTIONABILIDAD DE LA TERMOSOLAR

HIBRIDACION Con las condiciones establecidas en el R.D. 661/2007 sobre posibilidad de hibridación hasta con biomasa 50 %: La hibridación puede mejorar el rendimiento del ciclo termodinámico Refuerza los criterios de gestionabilidad Permite reducir e eliminar las necesidades de almacenamiento Permite reducir la dimensión del campo solar Alternativas: Combustión de residuos/cultivos, Gasificación, Biocombustibles  Problemática: Disponibilidad de biomasa  Alternativa: Cultivos energéticos

DIFERENTES ALTERNATIVAS PARA EL CAMPO SOLAR CONSIDERACIONES PRINCIPALES Uso del terreno Requisitos del emplazamiento Rendimiento de la captación Temperatura del fluido de trabajo Alternativas de fluidos Coste del campo Impacto en el coste de generación

INFLUENCIA DE LA POSICIÓN DEL SOL Reflectores lineales Fresnel Canales Parabólicos

Variación del cos. gamma con la hora / planta de 70 MWe INFLUENCIA DE LA POSICIÓN DEL SOL

EL SEGUNDO PRINCIPIO DE LA TERMODINAMICA T absorb. K

PLANTAS DE RECEPTOR CENTRAL: ¿ESTAN LIMITADAS EN TAMAÑO?  Los sistemas de colector lineal distribuido no tienen limitaciones para poder alcanzar tamaños de planta unitarios de 200 MW o superiores  ¿Tienen límites físicos las centrales de torre? Factor de interceptación para una planta de 70 MWe Distancia último helióstato Altura de la Torre

FLUIDO DE TRABAJO CONSIDERACIONES PRINCIPALES Temperatura máxima Temperatura de solidificación Características de transmisión de calor Calor específico Características de cambio de fase Aspectos de seguridad Aspectos Medioambientales Coste Vapor saturado Vapor sobrecalentado Aire Sales fundidas Aceite sintético

ALMACENAMIENTO CONSIDERACIONES PRINCIPALES Medio de almacenamiento: igual o distinto al de captación Calor sensible o latente Medio único o múltiple Reacciones químicas reversibles Volumen ocupado Aspectos de seguridad Velocidad carga/descarga Coste Hibridación: ¿Complemento o Alternativa?