ME5400 - Ingeniería en Termofluidos FACTIBILIDAD TÉRMICA DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA POR FUENTES GEOTÉRMICAS Prof.: Ramón Friederick Alumnos:

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1 ME5400 - Ingeniería en Termofluidos FACTIBILIDAD TÉRMICA DE LA GENERACIÓN DE ENERGÍA ELÉCTRICA POR FUENTES GEOTÉRMICAS Prof.: Ramón Friederick Alumnos: Diego Castro Víctor Santibáñez Alonso Duque

2 Descripción del Problema ◦Desarrollar ingeniería de perfil de una planta geotérmica en Chile para generación eléctrica de 20 [MW].

3 Selección del Yacimiento LugarCiudadMineríaCamino TolhuacaTemuco (110 km)NO PuchuldizaIquique (160 km)SI ApachetaCalama (139 km)SI El TatioCalama (129 km)SI CalabozosSantiago (240 km)NOSI Nevados de ChillánChillán (76 km)NO Cordón CaulleOsorno (65 km)NO

4 Selección del Yacimiento LugarTipoTemperaturaProfundidad TolhuacaAcuífero (2) 150 – 160 °C 120 – 320 m 1024 m PuchuldizaManantiales180 – 210 °C563 m ApachetaFumarolas>250 °C600 m El TatioPozos (13) >252 °C >256 °C 571 – 735 m 875 – 1820 m CalabozosFumarolas235 – 300 °C274 m Nevados de ChillánFumarolas125 – 200 °C274 m Cordón CaulleFumarolas Manantiales 170 – 180 °C 225 – 300 °C 1500 – 2000 m

5 Selección del Yacimiento

6

7 Características de los Distintos Yacimientos

8 Acceso

9 Selección Final del Yacimiento

10 Selección de Tecnología Tecnología Intervalo de Potencia [MW] Intervalo de Temperaturas [°C] Estado del Fluido Costo Relativo Potencia Instalada (%) Eficiencia Relativa Flash3 - 90> 180Líquido + VaporMedio42Media Vapor Seco~ 40> 180Vapor secoBajo26Baja Ciclo Binario (incluye Kalina)7 - 10< 180Líquido + VaporAlto4Alta

11 Termodinámica de Ciclo Flash

12 Diagrama de Flujo Ciclo Flash

13 Cálculo de puntos termodinámicos Punto 1 Fluido de entrada Fluido de entrada Temperatura250 ºC Presión39,73 bar CalidadLiquido saturado

14 Cálculo de puntos termodinámicos Punto 2 Flujo másico1000 ton/h Densidad11 kg/m3 Calidad23% vapor Temperatura200 ºC Presión15,54 bar Entalpía1,48 E+10 kJ/h

15 Cálculo de puntos termodinámicos Punto 3 Fase vapor Flujo másico230 ton/h Densidad2,63 kg/m3 Temperatura200 ºC Presión15,54 bar Entalpía3,03 E+9 kJ/h

16 Cálculo de puntos termodinámicos Punto 4 y 5 Turbina multietapa Turbina alta presión Turbina baja presión Condensado Final Flujo másico23085315ton/h Densidad2,630,50,4kg/m3 Temperatura200131,1298,95ºC Presión15,540,80,6Bar Entalpía3,03 E+091,13 E+094,22 E+09kJ/h

17 Cálculo de puntos termodinámicos Punto 7 Fase liquida Flujo másico770 ton/h Densidad902 kg/m3 Temperatura200 ºC Presión15,54 bar Entalpía1,18 E+10 kJ/h

18 Cálculo de puntos termodinámicos Potencia final estimada: 20 [MW] Solo un ciclo flash

19 Plan de Trabajo

20 Referencias ◦O.Lacourt M., “Análisis de diversas alternativas para generación de enegía eléctrica con fuentes geotermales en Chile”, Universidad de Chile, Nov. 2010. ◦A. Lahsen, F. Sepúlveda, J. Rojas, C. Palacios, “Present Status of Geothermal Exploration in Chile, Proceedings world geotermal congress 2005, Antalya, Turkey”, 24-29 Apr. 2005. ◦http://www.geothermal-energy.org/geothermal_energy/que_es_la_energia_geotermica.html ◦L. Urzúa, “Apacheta, a New Geothermal Prospect in Northern Chile”, ENAP, Santiago, Chile, 2002.

21 Muchas Gracias