1.master geotermia centrales solares

CENTRALES SOLARESCENTRALES SOLARES

Institute for Energy Engineering

1

IIE-MASTER TECNOLOGIA ENERGETICA - GEOTERMIA Y OTRAS FUENTES

Universidad Politcnica de Valencia

CIUDAD POLITCNICA DE LA INNOVACIN CPI

CENTRALES SOLARES

4.2. Solar trmica

4.2

. S

OL

AR

T

RM

ICA

IV.2

Clasificacin del sistema solar segn la temperatura que alcanza el fluido:

Baja temperatura (T

CENTRALES SOLARES

Se obtienen fluidos calientes [ 150C a 300C] que

se pueden utilizar en procesos industriales o para

producir electricidad mediante un ciclo de vapor.

4.2

. S

OL

AR

T

RM

ICA

IV.3

Para alcanzar estas temperaturas necesitamos emplear colectores de

tal forma que concentren la energa en un punto.

Ventajas:

Se reducen las prdidas de calor.

Aumenta el rendimiento

Tipos:

Cilindro-parablicos.

Parablicos

MEDIA TEMPERATURA

3


CENTRALES SOLARES

Se alcanzan temperaturas superiores a los 300C.

4.2

. S

OL

AR

T

RM

ICA

IV.4

Ventajas:

Altos rendimientos 40-60%

Pueden producir decenas de MWh

Tipos:

Cilndro-parablicos.

Parablicos

Heliostatos

Inconvenientes:

Muy caros y complejos de manejar.

ALTA TEMPERATURA

4



POTENCIAL

5



Irradiacin anual directa

6


ESPAA: 6000 kWh/hab ao


CONCENTRACIN DE ENERGA SOLAR

CONCENTRACIN

Requiere utilizar la radiacin directa. No se aprovecha la componente difusa

Requiere un seguimiento solar preciso

Slo puede aprovecharse en zonas con alta irradiacin y cielos despejados la mayor parte del tiempo

Se hace necesario el ALMACENAMIENTO o HIBRIZACIN (combinacin con otra generacin)

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OPCIONES

Central de concentracin sobre foco nico Torre solar: 10 100 MWe

Central de concentracin sobre foco distribuido -- CCPs: 1 -10 Mwe

Mdulos de concentracin sobre foco nico -- Platos 10 kW -1 MWe + Stirling



FORMA REAL DE CONSEGUIR LA CONCENTRACIN

8


CENTRALES SOLARES

Central de concentracin sobre foco nico

TORRE SOLAR - HELIOSTATOS

9



Central de concentracin sobre foco nico

TORRE SOLAR - HELIOSTATOS

10


CENTRALES SOLARES

Central de concentracin sobre foco distribuido

COLECTORES CILNDRICO-PARABLICOS

11


CENTRALES SOLARES

Central de concentracin sobre foco distribuido

COLECTORES CILNDRICO-PARABLICOS

12


354 MW

1991 Kramer Junction

California

CENTRALES SOLARES

Mdulos de concentracin sobre foco nico

COLECTORES PARABLICOS

13


CENTRALES SOLARES

CONCENTRACIN

14


PrdidasAIAI apsolabsabs

solesI

IC

sol

abs 2/11 mkWsolsol

abs

I

IC

abssol

geom

abssolabs

ap

abssol

apsol

sol

abs

AI

PrdidasC

AI

Prdidas

A

A

AI

PrdidasAI

I

IC

CA

AC

abs

ap

geom

CENTRALES SOLARES

CONCENTRACIN

15


Paraboloide C = 1000 - 10000

Campo heliostatos C = 500 - 5000

Cilndrico-parablico C = 30 - 100

soles

sen

Cparablicocilindrogeom

213

2

1

soles

sen

Ceparaboloidgeom

45300

2

1

2

6.08 sr

CENTRALES SOLARES

EFICIENCIA DEL COLECTOR

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inconcentraccolapsolabsabs PrdidasAIAI

Geomtricas Disposicin relativa

SombrasBloqueos (Torre)

Alineacin y seguimiento pticas

Imperfecciones, soportes Carctersticas radiacin:

EspejoAbsorbedor

90.K

950.espejo Limpieza!!!!

95090 ..absorbedortubo

95090 ..absorbedorexterior

8000 .absabsextespejoercepint,opt

950.ercepcinint

,optapsolabs KAIQ 0

CENTRALES SOLARES


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,optapsolabs KAIQ 0

sol

abs

geom

absabsabsextespejoercepint

apsol

absabsabs,optcol

I

T

CK

AI

TAK

44

0

apsol

abs,optapsol

colAI

PrdidasKAI 0

apsol

absabscol

AI

PrdidasQ

apsol

abs,optcol

AI

PrdidasK 0

4

absabsabsabs TAPrdidas

8000 .absabsextespejoercepint,opt



18


sol

abs

geom

absabsabsextespejoercepintcol

I

T

CK

4


EFICIENCIA GLOBAL

19


solgeom

absidealcol

IC

T 41

abs

frofoco

CarnotCiclopotenciaCicloT

T1

abs

frofoco

solgeom

absidealGlobal

T

T

IC

T11

4

1

1

abs

abs

geomC

absT

idealGlobal

sol

abs

geom

absabsabsextespejoercepintcol

I

T

CK

4

1absabsextespejoercepintK


EFICIENCIA REAL

20


Mxima eficiencia demostrada:Periodo estival 21%Periodo anual 14%


PRESTACIONES DE LOS DIFERENTES SISTEMAS

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CENTRAL CON CICLO DE VAPOR Y ALMACENAMIENTO

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ALMACENAMIENTO

23


Thermal penetration coefficient


HBRIDO: CENTRAL CON AIRE COMO FLUIDO SECUNDARIO

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ABSORBEDOR

25


4

absabsabsapsolabs TAAI

TEMPERATURA DE ESTANCAMIENTO

41

geom

sol

abs

absabs

C

IT

1absabs

08.0

78.0

abs

abs

KTabs

absabs 3000

5000

1000 41

KTabs

absabs 5400

5000

1000 41


COLECTORES CILNDRICO- PARABLICOS

26


14.0

95.0

abs

abs


COLECTORES CILNDRICO- PARABLICOS

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600 m


COLECTORES DE PARABOLOIDE (PLATOS)

28



COMPARACIN TECNOLOGAS

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TORRE SOLAR CENTRAL CCP


PRECIO kWh CENTRAL SOLAR

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FCR=Fixed Charge Rate (Inters del dinero) (%)

LEC=Levelized Electricty Cost ($/kWh)


CENTRALES EN EE.UU.

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Plant Name Location First

Year of

Operation

Net Output

(MWe)

Solar Field

Outlet

(C)

Solar Field

Area

(m2)

Solar Turbine

Effic.

(%)

Nevada Solar One Boulder City, NV 2007* 64 390 357,200 37.6

APS Saguaro Tucson, AZ 2006 1 300 10,340 20.7

Solar TWO Mojave Desert , CA 1996-1999 10 --- --- ---

SEGS IX Harper Lake, CA 1991 80 390 483,960 37.6

SEGS VIII Harper Lake, CA 1990 80 390 464,340 37.6

SEGS VI Kramer Junction, CA 1989 30 390 188,000 37.5

SEGS VII Kramer Junction, CA 1989 30 390 194,280 37.5

SEGS V Kramer Junction, CA 1988 30 349 250,500 30.6

SEGS III Kramer Junction, CA 1987 30 349 230,300 30.6

SEGS IV Kramer Junction, CA 1987 30 349 230,300 30.6

SEGS II Daggett, CA 1986 30 316 190,338 29.4

SEGS I Daggett, CA 1985 13.8 307 82,960 31.5


EJEMPLO: PLATAFORMA SOLAR DE ALMERA PSA

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EJEMPLO: PS10, 11 MW

33



EJEMPLO: ANDASOL, 50 MW

34



EJEMPLO: ANDASOL, Guadix, Granada, 50 MW

35



EJEMPLO: ANDASOL, Guadix, Granada, 50 MW

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EJEMPLO: SOLAR TRES,15 MW

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PRODUCCIN DE HIDRGENO

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PROCESOS TERMOQUMICOS SOLARES

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DESCOMPOSICIN DE H2S

TERMLISIS AGUA 2222

1OHOH

SHSH 22

REDUCCIN XIDOS METLICOS

(a 2500 C solo se descompone el 10% del Agua)

CENTRALES SOLARES

CENTRALES SOLARES DE PRODUCCIN DE HIDRGENO.


CENTRALES SOLARES DE PRODUCCIN DE HIDRGENO:

PROYECTO HRCULES

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Proyecto Hrcules (San Lucar la mayor- Sevilla)

Proyecto singular y estratgico, pionero en Espaa, de demostracin tecnolgica promovido y ejecutado por empresas espaolas y mayoritariamente andaluzas que

cubre toda la cadena del hidrgeno como vector

energtico

Las reas del Proyecto Hrcules son:

Generacin de hidrgeno mediante fuentes de energas renovables.

Distribucin y suministro de hidrgeno para flotas de vehculos.

Diseo y construccin de un vehculo impulsado por pila de combustible.

Difusin y transferencia de tecnologa.

En el ao 2013 tendr una potencia de 300 MW

CENTRALES SOLARES



LA CHIMENEA SOLAR

46



LA CHIMENEA SOLAR

100 MW

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LA CHIMENEA SOLAR

LA CHIMENEA SOLAR

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1er periodo: 15.000 horas desde 1982. en 1986 reparacin 2 periodo: 1986 a 1989 en funcionamiento continuo durante 32 meses con 8.9 horas por da

8611 horas total.

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