Generación eléctrica de origen termosolarSituación actual y evolución
Sevilla, 22 de Marzo 2010
www.aorasolar.es 2
INTRODUCCION
MARCO NORMATIVO ESPAÑOL
ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA
TECNOLOGIAS EMERGENTES
GENERACIÓN ELÉCTRICA DE ORIGEN TERMOSOLAR
SITUACIÓN ACTUAL Y EVOLUCIÓN
ALGUNOS ASPECTOS ECONÓMICOS
UNA TECNOLOGIA EMERGENTE: AORA SOLAR
www.aorasolar.es 3
INTRODUCCION
GENERACIÓN ELÉCTRICA DE ORIGEN TERMOSOLAR
SITUACIÓN ACTUAL Y EVOLUCIÓN
www.aorasolar.es 4
Los sistemas termosolares de concentración (CSP) se basan en la transformación de la componente directa de la radiación solar en energía térmica de alta temperatura y esta energía térmica en electricidad y/o calor. En todos los casos se emplean concentradores basados en espejos o en lentes.
ENERGÍA SOLARTERMOLECTRICA: INTRODUCCION
www.aorasolar.es 5
GENERACIÓN ELÉCTRICA DE ORIGEN TERMOSOLAR
SITUACIÓN ACTUAL Y EVOLUCIÓN
MARCO NORMATIVO ESPAÑOL
www.aorasolar.es 6
FUENTE
MARCO NORMATIVO ESPAÑOL
www.aorasolar.es 7
Decreto 661/2007 Regulación de primas para las diferentes tecnologías de generación con fuentes renovables
www.aorasolar.es 7
MARCO NORMATIVO ESPAÑOL
• La energía producida de origen termosolar (subgrupo b.1.2) tiene:Tarifa regulada…......... 26,9377 c€/kWh (primeros 25 años)Tarifa regulada……….. 21,5498 c€/kWh (a partir de entonces)Prima de referencia…..25,0000 c€/kWhLímite superior……….. 34,3976 c€/kWh (según rendimiento
• Uso de limitado de combustible de apoyo • Se determina las condiciones para la hibridación • No se cita explícitamente la cogeneración con aporte termosolar
encuadrándose en el grupo a.1.4 por exclusión
Real Decreto 6/2009 Preasignación, criterios y requisitos
Articulo 4º•Creación del registro de preasignacion •Requisitos y tramites para solicitarla
www.aorasolar.es 8
GENERACIÓN ELÉCTRICA DE ORIGEN TERMOSOLAR
SITUACIÓN ACTUAL Y EVOLUCIÓN
ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA
www.aorasolar.es 9www.aorasolar.es 9
ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA
www.aorasolar.es 10
Son concentradores de foco lineal con seguimiento en un solo eje y potencias por campo unitario de varias decenas de MW.
Tecnologías principales: Colectores cilindro parabólicos
ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA
www.aorasolar.es 11
FUENTE
COLECTORES CILINDRO PARABOLICO ; FUNCIONAMIENTO
www.aorasolar.es 12
ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO
FUENTE
CENTRAL TERMOSOLAR DE PUERTOLLANO
www.aorasolar.es 13
VISTA AEREACENTRAL TERMOSOLAR DE PUERTOLLANO
www.aorasolar.es 14www.aorasolar.es14
PARAMETROS DE LA PLANTA
www.aorasolar.es 14
CENTRAL TERMOSOLAR DE PUERTOLLANO
www.aorasolar.es 15www.aorasolar.es 15
VISTA AEREACENTRAL TERMOSOLAR DE ANDALSOL EN GRANADA
FUENTE
www.aorasolar.es 16www.aorasolar.es 16
PARAMETROS DE CADA PLANTA CENTRAL TERMOSOLAR DE ANDASOL
FUENTE
www.aorasolar.es 17www.aorasolar.es17
ALMACENAMIENTO TERMICO CENTRAL TERMOSOLAR DE ANDASOL
FUENTE
www.aorasolar.es 18www.aorasolar.es 18
ALMACENAMIENTO TERMICO CENTRAL TERMOSOLAR DE ANDASOL
FUENTE
www.aorasolar.es 19
PLANTA DE PRODUCCIONCENTRAL TERMOSOLAR DE ANDASOL
www.aorasolar.es 20
Son pequeñas unidades independientes con reflector parabólico, habitualmente conectado a un motor Stirling situado en el foco. Las potencias unitarias son de 5 a 25 kW
Tecnologías principales: Discos parabólicos
ENERGÍA SOLARTERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS
Tecnologías principales: discos parabólicos
ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA
www.aorasolar.es 21
DISCOS STIRLING DE INFINIACENTRAL TERMOSOLAR DE RENOVALIA
FUENTE
www.aorasolar.es 22
De la misma forma que los cilindro parabólicos , esta tecnología concentra la radiación en una línea donde se coloca el correspondiente absorbedor
Instalaciones con potencia de 1 a 2 MW. Experimentales
Tecnologías principales: Concentradores lineales fresnel
www.aorasolar.es22
ENERGÍA SOLARTERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS
Tecnologías principales: Concentrador lineal Fresnel
ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA
www.aorasolar.es 23
CENTRAL DE 1,4 MW DE NOVATEC EN MURCIA
FUENTE
www.aorasolar.es 24
CENTRAL DE 1,4 MW DE NOVATEC EN MURCIA ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO
FUENTE
www.aorasolar.es 25
Tecnologías principales: Receptor central Torre
Consisten en un campo de heliostatos que siguen la posición del sol en todo momento (elevación y acimut) y orientan el rayo reflejado hacia el foco colocado en la parte superior de una torre.
Las potencias unitarias con tecnología convencional son de 10 MW a 200 MW.
www.aorasolar.es25
ENERGÍA SOLAR TERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS
www.aorasolar.es 25
www.aorasolar.es 26
CENTRAL DE TORRE CENTRAL TERMOSOLAR DE ABENGOA PS-10
FUENTE
www.aorasolar.es 27
CENTRAL DE TORRE CENTRAL TERMOSOLAR DE ABENGOA PS-10
FUENTE
www.aorasolar.es 28
Principales inconvenientes de las grandes plantas termosolares convencionales
1.Necesidad de grandes superficies de terreno con especificaciones concretas.2.Grandes inversiones económicas. 3.Capacidad de evacuación eléctrica elevada. 4.Consumo elevado de agua.5.Tiempo elevado de puesta en marcha.6.Fallos del sistema en bloque
www.aorasolar.es28
ENERGÍA SOLARTERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS
www.aorasolar.es 29
GENERACIÓN ELÉCTRICA DE ORIGEN TERMOSOLAR
SITUACIÓN ACTUAL Y EVOLUCIÓN
TECNOLOGIAS EMERGENTES
www.aorasolar.es 30
PRODUCCION DIRECTA DE VAPOR
FUENTE
LAZO EXPERIMENTAL EN LA PLATAFORMA SOLAR DE
ALMERIA
ESQUEMA DE FUNCIONAMIENTO
ENERGÍA SOLAR TERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS EMERGENTES
www.aorasolar.es 31
ENERGÍA SOLARTERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS EMERGENTES
FUENTE
www.aorasolar.es 32
GENERACIÓN ELÉCTRICA DE ORIGEN TERMOSOLAR
SITUACIÓN ACTUAL Y EVOLUCIÓN
UNA TECNOLOGIA EMERGENTE: AORA SOLAR
www.aorasolar.es 33
Tecnología de AORA SOLAR : Receptor central Torre
www.aorasolar.es33
ENERGÍA SOLAR TERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS EMERGENTES
www.aorasolar.es 33
La tecnología de AORA Solar se encuadra dentro de la tipología de plantas termosolares de receptor central
www.aorasolar.es 34www.aorasolar.es 34
ENERGÍA SOLAR TERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS EMERGENTES
Tecnología de AORA SOLAR : Receptor central Torre
www.aorasolar.es 35
Kibbutz Samar. Desierto de Aravá, Israel.
ENERGÍA SOLAR TERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS EMERGENTES
www.aorasolar.es 36
Características innovadoras de la tecnología de AORA Solar:
•Funcionamiento modular en unidades de 100kW.•Funcionamiento agregado en forma de granjas de, por ejemplo, 10 MW.•Menores exigencias del terreno.•Posibilidad de ampliación de la instalación. •Rendimiento constante durante toda la vida de la planta.•No consume agua. •Reducidos tiempos de puesta en marcha.•Funcionamiento híbrido con aire comprimido y distintos tipo de combustibles: biogás, biomasa, fuel, etcétera.•Utilización de la energía térmica sobrante para su aplicación en diferentes procesos.•Bajo coste de mantenimiento.
ENERGÍA SOLARTERMOLECTRICA:TECNOLOGIAS
www.aorasolar.es 37
Sistema de control
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 38
Una unidad estándar incluye una turbina de gas de 100 kW eléctricos y 170 kW térmicos que se integra con el receptor solar, colocándose ambos elementos en la parte superior de una torre de 30 metros de altura. La torre se ubica frente a un campo de heliostatos que suponen una superficie de reflexión de entre 600 m2 y 700 m2, aproximadamente. El área total requerida para el campo de heliostatos y la torre es de 1.800 m2.
www.aorasolar.es 38
COMPONENTES DE LA INSTALACION
TECNOLOGIA AORA
Los componentes básicos de la instalación son
1.Campo Solar2.Torre.3.Sistema de generación de potencia
Receptor solar y concentrador.Equipo turbina-generador.
4.Sistema de control.
www.aorasolar.es 39
Campo solar con una superficie de espejo entre 600 y 700 m2 aproximadamente
Especificaciones técnicas de los heliostatos
Nivel sonoro 65 dBADistancia focal 20-50 metrosSeguimiento a dos ejes
•Azimut 180º•Elevación 90º
Exactitud de seguimiento 0,1ºRango velocidad 0,05º-15º /minConsumo 10WSuperficie del campo solar 1800-2000 m2
www.aorasolar.es 39
COMPONENTES DE LA INSTALACION: Campo Solar
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 40
Configuración ejemplo de un campo solar para una planta de 100kW
Nº Heliostatos 30Área reflexión 690 m2 Terreno ocupado 1800 m2
COMPONENTES DE LA INSTALACION: Campo Solar
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 41
CaracterísticasMaterial AceroAltura 30 m
Peso 12,5 toneladasPlataforma de trabajo
ϕ5.5m
COMPONENTES DE LA INSTALACION: Torre
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 42
Turbina
Receptor solar Concentrador secundario
COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de generación de potencia
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 43
Receptor solar Concentrador secundario
Turbina
COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de generación de potencia
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 44
Características técnicas turbina
Parámetros de funcionamiento
• Presión de trabajo 4.5 bar
• Temperatura gases entrada 950ºC
• Temperatura gases de salida: 650ºC
• Velocidad de rotación: 70,000 rpm
• Consumo gas natural 33m3/h
Electricas
Potencia eléctrica 100 kW
Eficiencia eléctrica 30%
Voltaje Trifásica 400 VAC 50 (60) Hz
Térmicas
Potencia térmica 175 kW
Temperatura gases de salida del recuperador
270º
COMPONENTES DE LA INSTALACION: Turbina
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 45
Características técnicas receptor solar
Potencia térmica 330 kW
Flujo másico 0.80 kg/s
Temperatura de entrada de aire
625-650 °C
Temperatura de salida >1000 °C ( 1300ºC)
Presión de trabajo 4.5 bar(a) ( hasta 23 bar)
Peso 450 kg
COMPONENTES DE LA INSTALACION: Receptor solar
TECNOLOGIA AORA
Fluido de trabajo AIRE COMPRIMIDO
www.aorasolar.es 46
COMPONENTES DE LA INSTALACION: Turbina y Receptor solar
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 47
El sistema de control integra a todos los elementos de la instalación1. Campo solar: movimientos y calibración2. Sistema de generación: Receptor y turbina3. Master Control
COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de control
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 48
COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de control
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 49
COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de control
TECNOLOGIA AORA
Campo solar :Movimientos
www.aorasolar.es 50www.aorasolar.es 50
COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de control
TECNOLOGIA AORA
Campo solar:Calibración
www.aorasolar.es 51
COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de control
TECNOLOGIA AORA
Master control
www.aorasolar.es 52
Sistema modular.Sistema híbrido.Potencial de funcionamiento 24/7.
Uso eficiente del suelo.Flexibilidad de operación.Mantenimiento escalonado.Posibilidad de aprovechamiento del calor residualNo hay vapor a condensar.Gestionable
www.aorasolar.es 52
INNOVACIONES DE LA TECNOLOGÍA AORA
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 53
Uso eficiente del suelo Construcción estandarizada.Menores costos de inversión
Flexibilidad de ubicación.Implantación centralizada o distribuidaFlexibilidad de funcionamientoPosibilidad de no conectar a la red.
VENTAJAS DE LA MODULARIDAD
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 54
Uso eficiente del suelo: 5 Módulos , 500 kW
VENTAJAS DE LA MODULARIDAD
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 55
Generación centralizada
VENTAJAS DE LA MODULARIDAD
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 56
Generación distribuida
VENTAJAS DE LA MODULARIDAD
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 57
Flexibilidad de operaciónConexión/desconexión de módulosUso de combustibles convencionales o renovables en
ausencia de solMantenimiento escalonado
Parada solo del modulo a mantenerPosibilidad de aprovechamiento del calor residual
Secado, calefacción, agua caliente, producción de frío, etc.
No hay vapor a condensar No requiere agua de refrigeración
Gestionable. Adaptable a la demanda
www.aorasolar.es 57
OTROS ASPECTOS DESTACABLES
TECNOLOGIA AORA
www.aorasolar.es 58
GENERACIÓN ELÉCTRICA DE ORIGEN TERMOSOLAR
SITUACIÓN ACTUAL Y EVOLUCIÓN
ALGUNOS ASPECTOS ECONÓMICOS
www.aorasolar.es 59
ESTUDIO ECONOMICO PARA PLANTA TERMOSOLAR DE 1MW
Potencia Planta 1 MWInversión 5 M€Producción anual 2.580 MWhIngresos anuales por producción 700.000 €TIR 35%
www.aorasolar.es 59
ASPECTOS ECONÓMICOS
www.aorasolar.es 60
COMPARACION CENTRALES TERMOELECTRICAS Y FOTOVOLTAICASTipo instalación Potencia
instalada (MW)Inversión(€)
Producción anual(kWh)
Fotovoltaica fija 1 3.000.000 1.160.000
Fotovoltaica con seguimiento a dos ejes
1 5.870.000 2.200.000
Termosolar AORA
1 5.000.000 2.500.000
ASPECTOS ECONÓMICOS
Gracias por su atenciónwww.aorasolar.es