energía solar concentrada en el desierto de atacama
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Energía solar concentrada y minería en el desierto de Atacama
Francisco Förster BurónDesertec
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Fuente: SWERA (Solar and energy resource assessment)http://na.unep.net/swera_ims/map
Mapa global de radiación normal directa
34% de la demanda de electricidad de Chile aquí
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Radiación normal directa y viento
Energía eólica instalada funciona al 25% de su
capacidad
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¿Variación anual?
Calama
Salar de Atacama
Diego de Almagro
Antofagasta
Santiago
Pedro de Valdivia
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Variación mensual
* basado en datos satelitales
*
Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic
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Almacenamiento de energía?
~7 horas a 50 MW, ó 375 MWh.
9% de la inversión inicial (IEA)
Permite turbinas menores (menor costo)
Factor de planta >70%.
Sal derretida (salitre!)
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Eficiencia, altura y temperatura
Fuente: la energía solar térmica de alta temperatura como alternativa a las centrales térmicas convencionales y nucleares, Xavier García Casals
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Sistemas cilindro-parabólicos
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Torre central
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Configuración tipo Fresnel lineal
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Motores Stirling con paraboloide
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Fuente: ¿Se necesitan represas en la Patagonia?Stephen Hall y Asociados, Roberto Román, Felipe Cuevas y Pablo Sánchez
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Producción de electricidad = 0.2 x (DNI – 2 kWh/m2/day)
Costo es proporcional a 1 / (DNI – 2 kWh/m2/day)
Generación de electricidad vs radiación normal
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Área
x2 * 1.2 kWh / m2 / día = 54,000 GWh / año
x2 = 110,885,325 m2 = 11,089 ha (~0.6% área cultivada en Chile)
x = 10,530 m ~ 10.5 km (con doble de demanda, x ~ 14.9 km)
Producción de electricidad (en invierno!) Demanda 2006 (SIC+SING)
Minería en Chile hoy: 34% de 54,000 GWh / año.
x2 ~ 3,770 ha , x ~ 6.1 km ó 100 campos de 614 m x 614 m
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www.desertec.org
www.desertec-southamerica.org
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Costos
Proyecto Nevada Solar One Carrizo Ivanpah Solana Estresol-1 Solnova-1 Andasol-2 PS10
Tecnología Parábolas Fresnel linear Torre Parábola Parábola Parábolas Parábolas Torre
Capacidad [MW] 64 177 400 280 50 50 50 11
Precio / kWh 0.178 USD 0.12 USD 0.11 USD 0.14 USD 0.26 EUR 0.26 EUR 0.26 EUR 0.26 EUR Precio / MW 4.15 mUSD 3.1 mUSD 3.3 mUSD 3.6 mUSD 8.2 mEUR 5.5 mEUR 6 mEUR 3.9 mEUR construido
Temperatura [C] 370 285 650 390 400 390 400 257
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Fuente: ¿Se necesitan represas en la Patagonia?Stephen Hall y Asociados, Roberto Román, Felipe Cuevas y Pablo Sánchez
Costos incluyendo subsidios
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Costos sin subsidios, variando DNI (IEA 2010)
Supuesto: costo proporcional a 1 / (DNI – 2 kWh/m2/day)
DNI promedio de 9.12 kWh/m2/día x 365.25 días = 3,331 kWh/m2/año
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Costos sin subsidios, variando DNI (IEA 2010)
10 yr
DNI 3300 equivale a 10 años de evolución tecnológica con DNI 2000.
Paridad carbón-CSP ocurrirá por primera vez esta década, en el desierto de Atacama!
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Inversión inicial (basado en DNI 2000-2600)
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Agua
Mineras de la II región usan ~5 m3 / seg = 432,000,000 lt / día
Torre central con enfriamiento seco usa 313 lt / MW / día
Para generar 20 GW, se necesitarían 626,000 lt /día,ó ~0.14% de lo usado por la minería de la II región.
Más información:AQUA-CSPGerman Aerospace Center (DLR)
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1ª planta desalinizadora solar en el mundo(Las Salinas, Chile, 1874)
Funcionó desde 1874 hasta 1914. Con 4,757 m2 producía 22,500 lt / díaSuficiente para 70 MW con CSP
Charles Wilson
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Aplicaciones a la mineríaGeneración de energía
Desalinización de agua
Otros procesos?
Extracción: 5%
Chancado + Molienda: 55 %
Fundición: 30%
Electrorrefinación: 10%
Horno solar?
Chancado a vapor?
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Transmisión
• Alto voltaje DC (HVDC) más barato y eficiente en distancias largas• 15% pérdidas cada 3,500 km, incluyendo conversión a DC/AC• Torres de menor tamaño, cableado submarino posible.
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Conclusiones- Paridad carbón-CSP ocurrirá por 1ª vez esta década, en el desierto de Atacama!
- CSP disponible hoy para generar energía limpia y agua potable
- Coincidencia entre minería y potencial solar
- Energía geotérmica + CSP con almacenamiento: factor de planta > 70%.
- Datos empíricos de radiación y costos en Chile necesarios.
- María Elena/Sierra Gorda/Pedro de Valdivia: ciudades solares del futuro?
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Fuente: Ministerio de Energía, Línea de base ambiental “Proyecto Planta de Concentración para Producción de Energía Eléctrica en la Región de Antofagasta”
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