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CalorsolarparaprocesosindustrialesenChile
MercedesIbarra
Directoralíneadecalorparaprocesos
www.fraunhofer.cl
FraunhoferChileResearch-CenterforSolarEnergyTechnology
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FraunhoferChileResearch(FCR)Founda?onCenterforSolarEnergyTechnologies(CSET)
n Centrodeexcelencia(CORFO)n Sociosejecu>vos:
n FraunhoferISE,Alemanian Pon>ficaUniversidadCatólicadeChile
n Cooperaciónconins>tutoseinicia>vassolaresenChile
n AplicacionesorientadasalI+Dyapoyo1. ElectricidadSolar(PV,CPV,CSP)2. Calorsolar(Procesosindustriales,Agricultura)3. Tratamientodeagua(Desalinización/aguasresiduales)4. IntegraciónHorizontal(Edificios,Red,Mercado)
n AdaptacióndetecnologíasparaChilen Afianzaryadaptarnormasdecalidadycer>ficación
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LaEnergíaenChile
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n Loscombus>blesfósilescons>tuyenel74%delconsumodeenergíaprimariayel64%delamatrizeléctrica.
n Chilenoproduceningunodeestosrecursos,elpaísesunimportadorenergé>co.
n Estadependenciageneraunadebilidaddelpaísn Vola>lidaddepreciosn Riesgosenelsuministro
n Granrecursosolar
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¿Cómousareserecursoenaplicacionesindustriales?
Calor solar para procesos industriales
Cogeneración: calor, agua, electricidad y/o
refrigeración
Medidas de eficiencia energética
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n Industrias:n Alimentos(lechera,conservas,carne)y
bebidas(viñasycerveceras)–26%demanda
n Papelymaderera,tex>l,plás>cos,ladrillos
n Industriaquímica
n Minería6%demanda
Calorsolarparaprocesosindustriales
n Procesos:n Secadoydeshidratación(concentración)n Precalentamiento
n Pasterizaciónyesterilizaciónn Limpieza
n Reaccionesquímicas
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n Obje>vo:Mantenerelelectrolitoa50°C
n 39300m2FPCcon4300m3dealmacenamientoà27510kWinstalados
n Sinsubsidios-ESCOn Potenciasolarentregada:1,32MWh/am2;Fracciónsolar:85-100%
CalorsolarparaprocesosindustrialesCodelcoGabrielaMistral-PampaElviraSolar
Source:SHIP Plants http://ship-plants.info/
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n InversióndeUS$15M
n Tecnología:colectorescilindrosparabólicos:AbengoaPT-1(13,2m2,1280unidades)
n Áreadeapertura:16896m2
n Almacenamientotérmico:3tanquesconaguade100m3cadauno
n Fluidodetrabajo:aguapresurizadaa13barn Temperaturaalasalidadelaplanta:85°C
n Sus>tuye55%deldiéselrequeridoenloscalentadoresdelaplantaSX-EW
n AhorroaproximadoUS$2m/año
n Reduce4%deltotaldeemisionesdeCO2delaoperación
CalorsolarparaprocesosindustrialesMineraCen?nela/ElTesoro
Source:1 Energía Llaima https://ellaimasolar.cl/, 2 SHIP Plants http://ship-plants.info/
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Colectorcilindroparabólico,ubicadoenSanFelipe
n Produccióndecaloraprocesosparalaelaboracióndejugoconcentradodeuva
n Colectorcilindroparabólicoconunáreadecolecciónde980m2
n Alcanzatemperaturasdehasta120°C
Nuestrafunción:Analizarindicadoresdedesempeño,op?mizacióndelrendimiento,integracióndesistemademonitoreo,estudiosdeensuciamiento,potencialesoportunidadesadicionalesdeu?lizacióndelcalorproducido
CalorsolarparaprocesosindustrialesEjemplonacional:CCPparaconcentracióndejugodeuva
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Vaporsolarparalaindustriachilena
n Potencialdelvaporsolarparalaindustriachilena
n LCOHdelvapor(140°Cy6bares)paraprocesodeconcentraciónenindustriaalimentaria
n Secadodecafémediantevaporsolarn EstudiodeviabilidadreducciónGN
n Vapora13baresparaelsecadodecafé
n Estudiode3alterna>vas:
n Integraciónenprecalentamiento
n Generacióndirectadevapor
n Generaciónindirectadevapor
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n Co-generación:generacióndecaloryelectricidad,perotambiénderefrigeracióny/oaguatratada(i.e.desalada)apar>rdelamismafuentedeenergía
n Pequeñaescalaàgeneracióndistribuida
n Refrigeraciónsolarn Potencialdefríoenlaindustriachilena(Appsol):70.583
MWhàAlimentos(lácteos,panadería)
n Solar(térmico)+absorciónàrefrigeraciónenverano,calefaccióneninvierno
n Captadoreshíbridosn Tratamientodeaguas(i.e.des>laciónpormembranas)
Co-generaciónyrefrigeraciónsolar
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Sistemadepoligeneraciónsolar
n Produccióndefríoycalorporelprocesodefermentacióndevino
n ChillerenVeranoparaelprocesodefermentación
n BombadecalorenInviernoparaelprocesodemaceración
n Sistemahíbrido:Biomasa+Colectoressolares
n Proyectopilotoenoperación:80m2superficiedecolectores
Source:ViñaMiguelTorres/Pon>ficiaUniversidadCatólicadeSan>ago
Co-generaciónyrefrigeraciónsolarPoligeneraciónsolarenlaindustriadelvino
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n Eficienciaenergé>ca:pasoprevioainstalacióndenuevafuentedecalorú>l
n Metodologíasnecesariasparacorrectaintegracióndecalorsolaryalmacenamientotécnico
n EstudiodeconsumoyviabilidadàAnálisispinch
n Bajarlademanda=mejorarlaeficienciaenergé>ca
n Estudiaralterna>vasdeenergíasolarysuintegraciónenlosprocesos
Eficienciaenergé?caeintegracióndesistemas
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Brechasiden?ficadasenChile
Brechas y posibles soluciones Desconocimiento en la operación de instalaciones solares térmicas
Desconfianza ante la integración de nuevas tecnologías solares térmicas
Gran numero de aplicaciones y tecnología à dificulta desarrollo del mercado y la transferencia de know-how de las soluciones identificadas à Excepción: EOR
Restricciones área disponible à integración en edificios
Financiación: las empresas esperar Payback muy bajos (<5 años) y IRR (>40%)
Gran inversión inicial + falta de líneas de financiamiento y apoyo para el sector industrial à Modelos novedosos de financiación (ESCO)
Bajos costos de los combustibles fósiles à Medidas de aumento de precios (impuesto al carbón) o cuotas renovables
Fina
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n Chilepodríacubrirgranpartedesudemandaenergé>catérmicaconenergiasolar,enpar>cularen
n Industriaalimentaria
n Industriaminera
n Usodeenergíatérmicaenprocesosindustriales:
n Aunqueelmercadoespequeñoexistensuficientesalterna>vasdecaptadorescapacesdeproporcionarlaenergíaadis>ntastemperaturas(100-250°C),incluyendovapor
n Captadoressinconcentraciónsonadecuadosparatemperaturaspordebajodelos80°C(FPC)o150°C(ETCyCPC)
n Captadoresconconcentración(PTC,LFR)sonadecuadospararangosdetemperaturamedios100-250°C
n Sectoresdemuyaltatemperaturaauncarecendedesarrollos
n Esnecesarioestandarizacióndecomponentes
n Laenergíasolartambiénpuedeproporcionarfrío/aguatratada/electricidad
n Lossistemasenergé>cosylosprocesoshandeop>mizarseconjuntamente
n Elaspectofinancieroesclaveparaeldesarrollodetecnologías
n Alterna>vasamodelosclásicos
n Existenciadesubsidios
Resumen
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For a Solar Future of Chile Contacto: MercedesIbarraDirectoralíneadecalorparaprocesos Center for Solar Energy Technology Fraunhofer Chile Research
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n Coalinga,California,atChevron• Largestplantforthermaluseintheworld(2011–2014)
• 194000m²reflectorarea(3822
• Heliostats)• 29MWthsteamproduc>on
PotencialdelvaporsolarparalaindustriachilenaEnhancedOilRecovery
Source: SHIP Plants http://ship-plants.info/
n Mirrah,OMAN
• 1021MWth
• 3km2
• GlasspointenclosedPTC
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n ContratosporDesempeñoEnergé>co(CDE)
n OfrecidoporempresasdeServiciosEnergé>cos(ESCOsporsusiglaseninglés)
ModelodefinanciaciónESCO
FastOut Chauffage