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Post on 26-Jan-2020
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Por que usar la tecnología termosolar…
La energía solar térmica a concentración es una forma viable de generar electricidad, demostrada técnicamente y económicamente.
Esta forma de energía no contribuye al cambio climático y su fuente es inagotable
Técnicamente madura para crecer en su aplicación en forma exponencial en diferentes países (franja solar)
Sustitución y desplazamiento de combustibles fósiles, reduciendo la emisión de contaminantes.
Otras aplicaciones importantes (calor de proceso, desalación de agua, química solar)
Tecnologías termosolares a nivel mundial
CONVERSION TERMOSOLAR
Sin concentración Con concentración
Baja Temperatura
<90 C
Mediana Temperatura
90-400 C
Alta Temperatura 400-1500 C
Colectores planos Canal Parabólico Fresnel
Plato Parabólico Receptor Central
Concentrated Solar Power (CSP) prices dropped in 2017, from under 10 cents per kWh in May, to under 5 cents by October.
CSP is a form of thermal solar energy that can power day or night, because its intrinsic ability to store its energy thermally enables it to dispatch power at any time.
http://www.solarpaces.org/csp-dispatchable-solar-broke-price-records-2017/
En México, que tenemos….
Recursos energéticos disponibles: no suficientemente explorados ni caracterizados.
Tecnologías: local limitado, en desarrollo.
Nichos regionales de posibles aplicaciones rentables: electrificación rural, generación distribuida, pequeña generación, repotenciación, calor de proceso para
la industria.
Marco legal, en evolución.
Meta a cumplir después del acuerdo de Paris (COP 21)
Recurso solar
http://sag01.iie.org.mx/siger/
Estación solarimétrica INEEL
Áreas de oportunidad…
Estudios muestran que el uso de la energía en el sector industrial
40 - 60% de la energía consumida está dedicada para la generación de calor de proceso
30% de dicha energía es usada en los procesos a temperaturas entre 80 – 250 C
•Los procesos utilizan agua (33%), vapor (33%) y el resto una combinación de ambos.
•Las MiPYMES invierten mensualmente en promedio en combustible entre $25,000 y $500,000 por empresa.
Industria Proceso Temperatura °C
Alimenticia
Presurización 60-80
Esterilización 100-120
Secado 120-180
Concentración 60-80
Agua de alimentación 60-90
Pasteurización 60-80
Cocido 60-90
decoloración 60-90
Textil
Decoloración/secado 60-90
Secado 100-130
Fijado 160-180
Planchado 80-100
Teñido 70-90
Cuernavaca, Mor, IIE
(torre de enfriamiento)
Torreón, Coah. (1000 lts)
Jiutepec, Mor, NISSAN
(10,000 y 3,000 lts)
Zacatecas
(6000 lts)
Desarrollo INEEL
Morelos, UPEMOR
(400 lts)
Industria textil y alimentos…..
Agua 40%
Vapor 9%
Ambos 10%
Ninguno 41%
a)Total de empresas
Agua 34%
Vapor 32%
Ambos 34%
b) Sin considerar tortillerias y panaderias
ón.
Fluido en el calor de proceso en la industria textil y alimenticia
Calor de proceso
83%
Sin calor de
proceso 17%
a) Alimenticia
Calor de proceso
40%
Sin calor de
proceso 60%
b)Textil
Uso de calor en el proceso por industria (INEEL 2013)
caldera20%
boiler6%
flama74%
caldera71%
boiler22%
flama
7%
a) Medio para la generación de calor de proceso en la
industria textil y alimenticia
b) Medio para la generación de calor de proceso en la
industria textil y alimenticia, sin considerar a las panaderías y
tortillerías
Aplicaciones solares en la industria mexicana…
http://ship-plants.info/solar-thermal-plants-map?industry_sector=5&unit_operation=1
Ejemplo de estudios realizados….
• Empresa dedicada a la fabricación de cajeta, mermeladas y diversos concentrados de frutas.
• Volumen de producción variable con extremos de 1400 kg de producto en temporada baja y 4000 kg en máxima producción.
• Zona de instalación: Zona del Bajío
• Se cuenta con área disponible, libre de sombras a nivel de piso.
• Temperatura de operación 90°C
• Consumo: Tres veces al día 450 litros totales.
• Requiere almacenamiento Si.
• Uso de caldera de gas para satisfacer sus necesidades de calor del proceso.
• Tiempo de recuperación de la inversión 5 años
Proceso
Identificación de integración del sistema termosolar al proceso
Propuesta:
Calentamiento
previo de agua
para producto. El
vapor solo se usara
para mantenimiento
de la temperatura.
Objetivo a corto plazo….. Menor a 2 años
Identificar los procesos que requieren calor de proceso de mediana temperatura.
Desarrollar estrategias para la integración de campos termosolares con almacenamiento, adecuados los diferentes procesos.
Estudios AdHoc en plantas de generación (CFE) y determinar la factibilidad de utilizar campo solar con almacenamiento para
repotenciar su capacidad.
Asimilación de tecnologías de almacenamiento y desarrollar la tecnología nacional (Prototipo Nacional)
Generar la cadena de valor para el desarrollo y aplicación de las tecnologías limpias y tecnologías de almacenamiento.
Alianzas estratégicas con CI y Universidades.
• Requerimientos aproximados de inversión de una planta de CP de 100 MWe
• 4 km2 de terreno
• 25000 ton de acero
• 12000 ton de vidrio
• 30000 ton de fluido de almacenamiento
• 20000 m2 de concreto
• 480 millones de dólares (100 MW, 9 hrs. de almacenamiento)
• Creación 1000 empleos durante la construcción y 100 empleos fijos durante la operación (25 años)
Objetivo … a largo plazo
Coordinar a los promotores de las energías renovables, científicos, tecnólogos, industriales y políticos para
desarrollar la cadena de valor, determinar los mecanismos de inversión y de una política estimulante para la
instalación de una planta termosolar con almacenamiento en México.
Acoplada o no a una planta de generación convencional.
Algunas reflexiones
La energía solar térmica a concentración con almacenamiento….
Permitirá desarrollar políticas favorables (impulsadas por el cambio climático y la
seguridad energética), favorecerá la existencia de fondos y obtendrá el reconocimiento
gubernamental del valor estratégico de las renovables.
Es técnicamente madura para crecer en su aplicación en países con recurso solar
(México), aunque todavía no existe un desarrollo formal en el país.
Ayudará a Sustituir y desplazar los combustibles fósiles (solución a la volatilidad en los
costos)
Es una forma de generar electricidad y calor de proceso bajo los principios fundamentales
de: Desarrollo sustentable limpio, bajas emisiones nocivas y recurso inagotable.
La planta SEGS de 80 MWe reporto que ha evitado anualmente la descarga a la atmósfera de 186,000 toneladas de CO2 , equivalente a la combustión de 80,300 toneladas de carbón por año
En México es posible lograrlo….
• Se tienen Centros de Investigación y Universidades con RH e infraestructura para iniciar estudios adhoc.
• Plantas de generación eléctrica donde se pueden adaptar sistemas de almacenamiento térmico, con su componente solar o recuperando calor de residuo.
• Áreas de oportunidad en la industria nacional que requiere calor de proceso a mediana temperatura, hasta 280°C. con el uso de tecnologías termosolares y de la energía térmica almacenada en horarios sin radiación solar.
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