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Energa y Desarrollo Humano
OBSERVATORIO DE ENERGAS RENOVABLES PARA AMRICA LATINA Y EL CARIBE
Enrique Soria Lascorz
Director
Divisin de Energas Renovables
CIEMAT
SEGUNDO ENCUENTRO TCNICO. Asuncin, Paraguay, 29 de marzo 1 abril 2011
SISTEMAS HIBRIDOS EN ZONAS AISLADAS

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EL CIEMAT Es el Centro espaol de Investigaciones Energticas,
Medioambientales y Tecnolgicas. lleva a cabo I + D + i en prcticamente todas las fuentes
energticas: combustin de carbn, energa nuclear de fisin, energa solar, energa elica , biomasa y biocombustibles, arquitectura bioclimtica, produccin y utilizacin de hidrgeno (pilas de combustible), fusin termonuclear, etc.
EL CIEMAT tambin realiza I + D + i en Medioambiente, tanto radiolgico como convencional.
Recursos humanos :Recursos humanos : 1.500 personas1.500 personas
Presupuesto (aPresupuesto (ao 2010) :o 2010) : 91,7 91,7 MM
OOrganismo rganismo PPblico de blico de IInvestigacinvestigacinn
Ingreso por actividades de I+D (aIngreso por actividades de I+D (ao 2010) :o 2010) : 43.6 43.6 MM

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ALMERIAALMERIA
MADRIDMADRID
SORIASORIA
CIEMATCIEMAT-- El BierzoEl Bierzo
CIEMAT CIEMAT CENERCENER--CIEMATCIEMAT
CISOT -CIEMAT CIEMAT Barcelona
CETA -CIEMAT CIEMAT Extremadura

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DEPARTAMENTO DE
ENERGA
LABORATORIO NACIONAL DE
FUSIN
FISIN NUCLEAR
ENERGAS
RENOVABLES
COMBUSTIN Y
GASIFICACIN
Anlisis de Sistemas
Energticos
PLATAFORMA SOLAR
(ALMERA)
CEDER
(SORIA)
DepartamentoDepartamento de de EnergEnergaa

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BIOMASA Cultivos energticos Caracterizacin de biomasa Combustin y gasificacin Biocarburantes
ENERGA ELICA Minieolica Sistemas hbridos y almacenamiento
ENERGA SOLAR FV Caracterizacin de clulas, mdulos y sistemas Desarrollo de materiales
EFICIENCIA ENERGETICA EN LA EDIFICACIN.EVALUACION DE RECURSOS ,SIGENERGIA SOLARTERMOELCTRICA
Plataforma Solar de Almera (PSA) Aplicaciones Medioambientales
LAS ENERGIAS RENOVABLES EN EL CIEMAT

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1.1.-- Central Central ReceiverReceiver2.2.-- ParabolicParabolic troughstroughs3.3.-- DirectDirect SteamSteam GenerationGeneration4.4.-- Stirling Stirling DishesDishes5.5.-- Solar Solar FurnaceFurnace6.6.-- WaterWater DetoxificationDetoxification7.7.-- WaterWater DesalinationDesalination8.8.-- EnergeticEnergetic EfficiencyEfficiency in in BuildingsBuildings9.9.-- FresnelFresnel CollectorsCollectors10.10.-- AdvancedAdvanced Technologies: gas/Technologies: gas/moltenmolten saltssalts
1 1
1
2
3
45
6 7
8
8
9
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La Plataforma Solar de La Plataforma Solar de AlmeriaAlmeria (PSA)(PSA)
La Plataforma Solar de AlmerLa Plataforma Solar de Almera es la ma es la ms completa instalacis completa instalacin del mundo en n del mundo en tecnologtecnologas solares de concentracias solares de concentracinn

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Energia solar concentrada. Disos parabolicos

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Sistemas Aislados
3 Soluciones para proporcionar electricidad en reas rurales
Extensin de la red Grupo electrgeno Renovables
SIN RED ELECTRICA:
- Estabilidad elctrica.-Necesaria adecuacin de la generacin elctrica a la demanda

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Soluciones para proporcionar electricidad en reas rurales:
1.- Extensin de red
Baja densidad de poblacin Altos costes por conexin y por unidad de
energa Bajo consumo energtico Bajo poder adquisitivo en pases en vas de
desarrollo
NO ES ECONMICAMENTE VIABLE

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Soluciones para reas rurales:2.- Grupo electrgeno
Baja inversin inicial Tecnologa
Madura Extendida Probada
Potencia-bajo-demanda
-Baja eficiencia cuando trabaja con factores de carga bajos
-No se suele disponer de suministro las 24 horas (es caro)
-Mantenimiento-Suministro de combustible
-Aspectos medioambientales

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Objetivo del milenio: en 2030, acceso universal a la electricidad
Fuente: Energy Poverty How to make modern energy access universal, OECD/IEA, 2010
Poblacin accediendo a la electricidad e inversiones necesarias Reparto de las inversiones por soluciones empleadas

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- 1.-Sistemas hbridos. Sistemas con acumulacin de energa elctrica
- 2.-Sistemas elico-diesel
- 3.-Sistemas renovables-agua
TecnologTecnologas para electrificacias para electrificacin rural con sistemas aisladosn rural con sistemas aislados

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1.-BUS DE CONTINUA. SISTEMAS HBRIDOS
En general asociado a bateras Implica la presencia de nuevos
equipos: rectificador inversor, ...
Acta como colector de la generacin (FV, pilas de combustible,...)
La batera desempea un papel en
Acumulacin Regulacin
REGULADOR ELICO
REGULADOR FOTOVOLTAICO
GENERADOR FOTOVOLTAICO
%Mill.%Mill
Sin accesoCon accesoEstimacin ao 2000
29.216686733915060TOTAL
Acceso a ElectricidadPoblacin Total
%Mill.%Mill
Sin accesoCon accesoEstimacin ao 2000
29.216686733915060TOTAL
Acceso a ElectricidadPoblacin Total
Fuente: World Bank, 2001.

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1.-BUS DE CONTINUA. SISTEMAS HIBRIDOS
< 50 kW Configuracin
Pequeo aerogenerador Generador fotovoltaico Batera Plomo-cido Control sencillo
Historia Los ms antiguos Crisis de 1973 Han madurado, pero...
Estado actual < 100 sistemas documentados 30000 usuarios (190 pases) del
HOMER Competencia con slo FV Mercado Potencia 26 GW(AWEA 2002)
PROYECTO CICLOPS, 10 KW CIEMAT

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2.-AC Bus: Sistemas Elico-Diesel.
GS
Grupo electrgeno
Embrague
GA
GeneradorAsncrono
Aerogenerador
Cargasdedisipacin
Paso fijo
ControlAerogenerador
Control
velocidad
Controldiesel
Generador sncrono
Consumos
380 VAC50 Hz
Controlde potencia
Bombeode agua
Desalacin de agua

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Peculiaridades de los componentes
Aerogenerador: pequeo/mediano/grandeGrupo diesel: obligatorioControl: sofisticado (PC)
Equipo controlador de redAlmacenamiento corto plazoCargas regulables
ComunicacionesConsumos: diversos
conveniencia de cargas regulables
Historia Anexo VIII de IEA Study ofdecentralised applications for windenergy (RISO, ECN, CIEMAT)
1994: W&D Systems book, R. Hunter y G.Elliot.Software de modelado
Proyectos de demostracinEstado actual
Importantes empresas con diferentes soluciones tecnolgicasW/D Workshop (2002, 2004)Software comercial (HYBRID2, HOMER, ...)
Mercado potencial> 130.000 grupos (

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2.- SISTEMA EOLICO-DIESEL DE FUERTEVENTURA (ISLAS CANARIAS)
3 80 V / 3 80V
250 K V A50 H z
A L U M B R A D OPU B L IC O
4K W
A L U M B R A D OPR IV A D O
(m in:10 K W m ax 70 K W )
PL A N T A D ED E SA L A C I N
D E A G U A D E M A R5 6 m 3 /d a - 16 ,5 K W
P L A N T A D E T R A T A M IE N T O
D E A G U A R E SID U A L25 m 3/d ia - 3 K W
O T R A S C A R G A S5 K W
C A M A R A D E F R IOY PR O D U C C IO N
D E H IE L O
S IS T E M AD E
C O N T R O L
M O T O R D IE SE L 14 0 C .V .
M O T O R D IE SE L 140 C .V .
A E R O G E N E R A D O RV E ST A S V 27 225 /50
G E N E R A D O RA SIN C R O N O
22 5 / 5 0 K V A 3 80 V
C A JAM U L T IP L .
C A M B IOD E P A S O
C A R G A S D E V O L C A D O100 K W
M U L T IC O N V E R T ID O R E S
E M B R A G U EE L E C T R O M A G N E T IC O
V O L A N T ED E IN E R C IA
T R A N S FO R M A D O RD E A ISL A M IE N T O
G E N E R A D O RSIN C R O N O
75 K V A
75 K V A
V O LA N T ED E IN E R C IA

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REFERENCIAS TCNICAS DE GAMESA EN SISTEMAS HBRIDOS ELICO DISELPROYECTO DE ISLAS GALPAGOS. ISLA DE SAN CRISTBAL (1)
DESCRIPCIN DEL PROYECTO Y FUNCIONAMIENTO DEL SISTEMA
El Proyecto elico de San Cristbal, en las islas Galpagos se dise con el objetivo de reducir el consumo de combustible, disminuyendo as las emisiones de CO2 a la atmsfera y los riesgos de vertido durante los repostajes en un emplazamiento de alto valor ecolgico.
El gobierno Ecuatoriano convoc un concurso en el que MADE, empresa espaola del grupo GAMESA, fue la adjudicataria final, compitiendo con algunos de los principales fabricantes a nivel mundial, desarrollando toda la tecnologa necesaria para su buen funcionamiento.
El sistema consta de tres Grupos Diesel (GD) de 650KW, ya existentes, localizados en Puerto Baquerizo y 3 aerogeneradores (AG) AE-59 paso y velocidad variables de 800 KW ubicados a 14Km, sobre una colina.
Los antiguos GD se automatizaron para controlar su estrategia de funcionamiento, decidiendo cuantos grupos actuaban en cada momento, en funcin de la curva de carga de la isla y la generacin elica, realiza

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