Damaris Rosabal Lopes da Silva Máster Sostenibilidad 2010/2011.

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1 Damaris Rosabal Lopes da Silva Máster Sostenibilidad 2010/2011

2 Introducción Situación actual de abastecimiento de agua de la ciudad de Praia Métodos de desalinización y gastos energéticos de la desalinizadora de Palmarejo, en combustibles fósiles Datos Climatológicos de la zona. Disponibilidad energética renovable. Análisis económico de las tecnologías propuestas Escenarios de abastecimiento de agua usando aerogeneradores Conclusiones Bibliografía

3 Cabo Verde contexto mundial Dependencia de Cabo verde combustibles fósiles Praia y su actual situación de abastecimiento de agua y relación de desalinización Dependencia a combustibles fósiles para la desalinización de agua en la ciudad de Praia Análisis de capacidad de disponibilidad energética de renovables

4 Tabla 1. Producción agua Praia PraiaConectados a Red (hab) No Conectados a Red (hab) Total Población72.000 (51%)68.000 (49%)140.000 (100%) Consumo/hab31,1l/día (82%)8,5 l /dia (18%)23,3 l /dia Total2743 m3/dia (83%)578 m3/dia (17%)3321 m3/dia (40%) Tabla 2. Consumo diario población de Praia 89% agua desalada 33% perdidas Población conectada a red consume 4 veces más de los que no lo están Consumo diario 40% producción total Aumento a 40l/ dia por habitante Jean Charles Belley,2010. Informe de perdidas sistema de abastecimiento ciudad de Praia

5 Método de desalinización utilizado en la ciudad de Praia es la Osmosis Inversa porque: Ampliamente utilizado a nivel comercial Bajo consumo energético Pocos costes de inversión y producción. Tabla 3. Gastos energéticos desalinización de agua ciudad de Praia Métodos de desalación Electra 2010. Análisis sistema de saneamiento de Cabo Verdee Fuente: Electra 2010. Análisis sistema de saneamiento de Cabo Verde Figura 1: Modelo Planta desalinizadora OI Destilación súbita por “efecto flash” – MSF Destilación por “múltiple efecto” – MED Osmosis Inversa

6 Figura 2. Intensidad del viento m/s- Enero Figura 3. Intensidad del viento m/s- Abril Figura 4. Intensidad del viento m/s- Julio Figura 5. Intensidad del viento m/s- Octubre Fuente: Stackhouse P.W., Whitlock C.H., 2006. Surface Metereology and Solar Energy. Atmospheric Science Data Center. NASA

7 Figura6: Insolación media kW/m^2/dia -EneroFigura7 Insolación media kW/m^2/dia -Abril Figura8 Insolación media kW/m^2/dia -JulioFigura8 Insolación media kW/m^2/dia - Octubre

8 Potencia simulada de aerogeneradores en Praia Grafico 1: Velocidad media anual del viento - Praia Tabla 4: Probabilidad Vientos (%) - Praia P eólica = 1/2*ρ aire *A*V 3 C P eólica =potencia eléctrica aerogenerador ( MW9) ρ aire = 1,18 Kg/m 3 A = π*r 2 V = Velocidad del Viento (m/s) C= Eficiencia (0,36) (Mukund 1999) = ∑ P eólica (V) * Prob(V) Mukund 1999

9 Potencia simulada aerogeneradores Tabla 5: Datos Técnicos: aerogeneradores (Enercon, Acciona Technical Information E = P media * T Gráfico 2. Energía simulada suministrad por Enercon E 40 y Acciona AW Acciona AW 1500 Y Enercon E 40 Eficiencia: “tecnológica” Potencia producida Potencia disponible

10 Potencia simulada aerogeneradores Tabla 5: Datos Técnicos: aerogeneradores (Enercon, Acciona Technical Information E = P media * T Gráfico 2. Energía simulada suministrad por Enercon E 40 y Acciona AW Acciona AW 1500 Y Enercon E 40 Capacity Factor: “Eficiencia local” Potencia producida “local” Potencia max instalada

11 Potencia simulada aerogeneradores Tabla 5: Datos Técnicos: aerogeneradores (Enercon, Acciona Technical Information E = P media * T Gráfico 2. Energía simulada suministrad por Enercon E 40 y Acciona AW Grafico 3.Capacity factor simulado para AW 1500 y E 40 Acciona AW 1500 Y Enercon E 40

12 Potencia planta solar en Praia Gráfico 4. Insolación media Praia P solar = E*A*I P solar = Potencia Solar eléctrica E = Eficiencia de conversión (o,16) radiación solar a energía eléctrica. A = Tamaño del campo solar (área total de los espejos) I = Insolación Mukund 1999 Andasol -1 (Guadix, Granada) Tabla6. Datos Técnicos (Solar Millenium Techical Infromation. AG 2008)

13 Gráfico 5.Energia diaria suministrada Adasol-1 Potencia simulada de planta solar en Praia Grafico 6.Capacity factor simulado para Andasol 1 Praia

14 Cual de las 2 seria más rentable económicamente? Potencia eléctrica producida e igual a la requerida: P = Ps * Cfs + Pe * Cfe Ps-> Potencia solar instalada Pe-> Potencia eólica instalada Estimación Coste por unidad de potencia instalada: C = Ps * Cs + Pe * Ce Ce->Coste por unidad potencia eólica instalada Cs-> Coste por unidad potencia solar instalada C = Ps (Cs – Ce*Cfs/Cfe ) + P * Ce/Cfe m=(Cs – Ce*Cfs/Cfe) Tabla 7. Pendiente coste potencia instalada y=mx + b m>0 m<0 b Ps C Si m > 0 (Cs – Ce*Cfs/Cfe ) > 0 Cs/Cfs > Ce/Cfe Coste potencia solar producida Coste potencia eólica producida >

15 Escenario 1 : Abastecimiento consumo actual Meses \ #Aerogeneradores12345 Ene89178267356445 Feb69138207277346 Mar53107160213267 Abr56112168224280 May53106160213266 Jun4385128171213 Jul24497398122 Ago21416282103 Sep326597130162 Oct4183124166207 Nov4794142189236 Dic64128192257321 Media4999148198247 Precio (millones €)1,534,567,5 Porcentaje del abastecimiento de agua suministrado por energía eólica en función del número de aerogeneradores instalados Tabla 8. Representación autonomía escenario 1

16 Escenario 2 : Abastecimiento consumo diario de 40L por habitante Porcentaje del abastecimiento de agua suministrado por energía eólica en función del número de aerogeneradores instalados Meses\# Aerogeneradores12345 Ene63126189252316 Feb4998147196245 Mar3876114151189 Abr4079119159199 May3876113151189 Jun306191121151 Jul1735526986 Ago1529445873 Sep23466992115 Oct295988118147 Nov3367100134167 Dic4691137182228 Media3570105140175 Precio (millones €)1,53,04,56,07,5 Tabla 9. Representación autonomía escenario 2

17 Praia según, los parámetros analizados tiene un campo solar y eólico buenos lo que lleva a una disponibilidad energética para la aplicación d renovables para la obtención de energía eléctrica. Se comprueba que debido a la climatología y el precio actual, saldría mucho más rentable la instalación de campos eólicos que plantas termosloares Que según lo representación de autonomía, para la demanda actual de la ciudad, a partir de 2 aerogeneradores la ciudad ya seria autónoma, en términos de producción de energía para desalar agua. Se recomienda la mejora de las instalaciones, de la red de abastecimiento de forma a disminuir las perdidas existentes.

18 Electra 2010. Análisis sistema de saneamiento de Cabo Verde EU consultant Jean Charles Belley,2010. Informe de de perdidas sistema de abastecimiento ciudad de Praia Stackhouse P.W., Whitlock C.H., 2006. Surface Metereology and Solar Energy. Atmospheric Science Data Center. NASA Patel,Mukund R, 1999. Wind and Solar Power Systems. CRC Press LLC US department of energy 2007, Concentrating Solar Power Comercial Application Study Miguel Torres Corral Centro de Estúdios Hidrograficos2004 Avances Técnicos en la Desalación de Aguas Antonio Lamela 2004, Desalación de agua de mar. German Aerospace Cente,r 2005 Concentrating Solar Power for the Mediterranean region. Enercon, Technical Information. 2011 (www.enercon.de)www.enercon.de Acciona, Technical Information. 2011. (www.acciona-energia.com)www.acciona-energia.com Solar Millenium AG. Techical Information. 2008. (www.solarmillenium.de)www.solarmillenium.de

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