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Seminario: Pequeños sistemas modulares para centrales solares termoeléctricas
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SISTEMAS MODULARES PARA CENTRALES SOLARESSISTEMAS MODULARES PARA CENTRALES SOLARES TERMOELÉCTRICAS
PLANTA TERMOSOLAR MODULAR HÍBRIDA DE 100 kW
Madrid, 1 de Julio de 2010
INDICE
C O OGÍ O SOINTRODUCCIÓNTECNOLOGÍA AORA SOLAR
FUTUROFUTURO
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INDICE
C O OGÍ O SOINTRODUCCIÓNTECNOLOGÍA AORA SOLAR
FUTUROFUTURO
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INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
Siglo III a.C. Arquímedes, en la batalla de Siracusa, utilizó unos espejoshexagonales hechos de bronce para reflejar los rayos solares,concentrándolos en la flota romana con el objetivo de destruirla.
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INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
SISTEMAS DE RECEPTOR CENTRAL O TORRE SOLAR
CONCENTRADORES LINEALES DE FRESNEL
SISTEMA DE DISCO PARABOLICO CANALES PARABOLICOS
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Fuente: Adaptado de “Energía solar térmica de concentración : perspectiva mundial 2009”
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
Los esquemas de funcionamiento actuales de las plantas solarestermoeléctricas con concentradores cilindro-parabólicos sontecnológicamente maduros y de difícil y costosa mejora de eficiencia.
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Fuente: Eduardo Zarza. “Retos actuales de I+D en Tecnología Solar Termoeléctrica.” Jornada Sobre Energía Solar Termoelectrica . Genera 2010
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
Las plantas solares termoeléctricas de concentración de torretienen consumos internos importantes y es costoso hacerlas gestionables
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Fuente: Eduardo Zarza. “Retos actuales de I+D en Tecnología Solar Termoeléctrica.” Jornada Sobre Energía Solar Termoelectrica . Genera 2010
INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN
PRINCIPALES INCONVENIENTES DE LAS GRANDES PLANTAS
1 Necesidad de grandes superficies de terreno con
TERMOSOLARES CONVENCIONALES
1. Necesidad de grandes superficies de terreno con especificaciones concretas (llano, y concentrado).
2. Grandes inversiones económicas. 3 Capacidad de evacuación eléctrica elevada3. Capacidad de evacuación eléctrica elevada. 4. No admite la implantación de la generación distribuida5. Gran consumo de agua.6. Tiempo elevado de puesta en marcha.7. Fallos del sistema en bloque
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INDICE
C O OGÍ O SOINTRODUCCIÓNTECNOLOGÍA AORA SOLAR
FUTUROFUTURO
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
DSTTECNOLOGÍA AORA SOLAR
Distributed Solar Thermal
PV CSP
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
CARACTERÍSTICAS INNOVADORAS DE LA TECNOLOGÍA AORA
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
• Funcionamiento modular en unidades de 100kW.• Posibilidad de implantación distribuida en forma de
i d j l 1 MWagrupaciones de, por ejemplo, 1 MW.• Menores exigencias de superficie y orografía del terreno.• Posibilidad de ampliación escalonada de la instalación.• No requiere agua (exceptuando la necesaria para limpieza).• Reducidos tiempos de puesta en marcha.• Funcionamiento híbrido con aire como fluido caloportadorp
y/o distintos tipos de combustibles: biogás, biomasa, fuel,etcétera.
• Utilización de la energía térmica sobrante para su aplicaciónUtilización de la energía térmica sobrante para su aplicaciónen diferentes procesos.
• Bajo coste de mantenimiento. Mantenimiento escalonado.
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO CON COMBUSTIBLE
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO CON RADIACIÓN SOLAR
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
Una unidad estándar incluye una turbina de gas de 100 kW eléctricos y170 kW térmicos que se integra con el receptor solar, colocándose amboselementos en la parte superior de una torre de 30 metros de altura Laelementos en la parte superior de una torre de 30 metros de altura. Latorre se ubica frente a un campo de heliostatos que suponen unasuperficie de reflexión de entre 600 m2 y 700 m2, aproximadamente. El áreatotal requerida para el campo de heliostatos y la torre es de 1.800 m2.q p p y
Los componentes básicos de la instalación son:
1. Campo Solar.2. Torre.3. Sistema de generación de potencia.
Receptor solar y concentrador.Equipo turbina-generador.
4. Sistema de control.
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Campo Solar
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
Configuración ejemplo de un campo solar para una planta de 100kW
Nº Heliostatos: 30N Heliostatos: 30Área reflexión: 690 m2
Terreno ocupado: 1800 m2
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Campo Solar
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Torre
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
CaracterísticasMaterial AceroMaterial AceroAltura 30 m
Peso 12,5 toneladasPlataforma de trabajo
5.5m
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Sistema de generación de energía
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
energía
Turbina
R t lC t d d i
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Receptor solarConcentrador secundario
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
COMPONENTES DE LA INSTALACION: Sistema de generación de energía
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
energía
Turbina
R t lC t d d i
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Receptor solarConcentrador secundario
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTOCOMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Sistema de generación de energia
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
100 kWe170 kWt
energia
170 kWt
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Turbina
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
Características técnicas turbina
Parámetros de funcionamiento
• Presión de trabajo 4.5 barfuncionamiento • Temperatura gases entrada 950ºC
Eléctricas
Potencia eléctrica 100 kW
Voltaje Trifásica 400 VAC 50 (60) Hz
Térmicas
Potencia térmica 170 kW
Temperatura gases de salida del recuperador
270º
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Receptor solar
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
Características técnicas receptor solar
Temperatura de salida
>1000 °C salida
Presión de trabajo 4.5 bar(a)
Fluido caloportadorAIRE COMPRIMIDO
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Turbina y Receptor solar
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
COMPONENTES DE LA INSTALACIÓN: Sistema de control
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
El sistema de control integra a todos los elementos de la instalación1. Campo solar: movimientos y calibración.2 Sistema de generación: Receptor y turbina2. Sistema de generación: Receptor y turbina.3. Master Control.
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
PRINCIPALES VENTAJAS
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
Sistema modular.Sistema híbridoSistema híbrido.Potencial de funcionamiento 24/7.Uso eficiente del sueloUso eficiente del suelo.Flexibilidad de operación.Mantenimiento escalonado.Posibilidad de aprovechamiento del calor residualNo hay vapor a condensar.Gestionable.
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
VENTAJAS DE LA MODULARIDAD
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
Uso eficiente del suelo: 5 Módulos ,500 kW
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
VENTAJAS DE LA MODULARIDAD
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
Generación centralizada
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
VENTAJAS DE LA MODULARIDAD
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
Generación distribuida
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
VENTAJAS DE LA HIBRIDACION
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
Funcionamiento 24/7 mediante utilización de combustible en ausencia de sol
DieselDieselGas naturalBiogásBio fuelBio fuel
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TECNOLOGÍA AORA SOLAR
APROVECHAMIENTO CALOR RESIDUAL
TECNOLOGÍA AORA SOLAR
Utilización de los kWeléctricos
A A.1- Autoconsumo para planta de desalinizaciónA.2-Venta de energía eléctrica
B
Utilización de los kW térmicos
B.1- Calefacción para invernaderoB.2-Producción de frío por absorciónabsorción
Aplicación a invernaderos
C C.1- Agua para riego procedente de desalinizaciónC.2-Regrigeración procedente planta absorción
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INDICE
C O OGÍ O SOINTRODUCCIÓNTECNOLOGÍA AORA SOLAR
FUTUROFUTURO
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FUTUROFUTURO
HELIOSTATOS
SUPERFICIE REFLECTANTESISTEMA DE CONTROL
AORA
I�D��
TORRETURBINA
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G i t ióGracias por su atenciónwww.aorasolar.es
pierre.elbaz@aorasolar.esjavier.munoz@aorasolar.es
C.C. Sotomarket, 1ª planta, oficina 6.Ctra Nac 340 Urbanización SotograndeCtra Nac 340, Urbanización Sotogrande 11310, San Roque (Cádiz).Tel: +34 956 695 297Fax: +34 956 794 678
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