Organización Latinoamericana de EnergíaViceministerio de Minas y Energía, Ministerio de Obras

Públicas de Paraguay

1er Taller Regional de Electricidad Perspectivas de la Utilización de Energías renovables

Sistemas Termosolares a Concentración para Generación de ElectricidadCarlos Ramos

cramos@iie.org.mxGerencia de Energías No Convencionales

Instituto de Investigaciones Eléctricas, MéxicoAsunción, Paraguay, Mayo, 2010

Qué son las Tecnologías Termosolares a Concentración ?

Los sistemas de energía solar térmica a concentración producen calor o electricidad mediante el uso de espejos que concentran los rayos del sol a temperaturas que oscilan entre los 400 y 1000 ºC

Las centrales solares pueden integrarse con almacenamiento o en operación híbrida con otros combustibles

En la actualidad estas centrales pueden tener potencias desde 30 MW hasta por encima de los 100 MW

Porqué Utilizarlas ?

La energía solar térmica a concentración es una forma viable de generar electricidad

Esta tecnología no contribuye al cambio climático y su fuente es inagotable

Técnicamente madura para crecer en su aplicación en forma exponencial (franja solar)

Sustitución y desplazamiento de combustibles fósiles

Otras aplicaciones importantes (calor de proceso, desalación de agua, química solar)

Tecnología de Receptor Central

• Colector (Helióstatos)

• Receptor (Cavidad o externo)

• Almacenamiento

• Unidad de GeneraciónEléctrica

• Unidad de Control Automático

Tecnología de Canal Parabólica

• Colector - Receptor

• Almacenamiento

• Unidad de Generación Eléctrica

• Unidad de Control Automático

Tecnología de Plato Parabólico

• Colector (concentrador)

• Receptor (motor Stirling)

• Estructura y mecanismos de direccionamiento

• Unidad de Generación Eléctrica

• Unidad de Control Automático

Tecnología Fresnel

Plantas Termosolares a Concentración para Generación de Electricidad

Campo Solar Integrado a Ciclos Rankine

Campo SolarIntegrado a Ciclos Combinados(Integrated Solar Combined Cycle,ISCC)

Fuente: Michael Geyer, SolarPACES Implementing Agreement

Plantas Termosolares a ConcentraciónPotencia Despachable

Canal Parabólica: ComercialInstalaciones a escala industrial

Receptor Central:Pre-ComercialInstalaciones a escala piloto y

escala industrial

Plantas de hasta 200 MW o variasplantas

Eficiencias moderadas (Solar-eléctrica)

Con almacenamiento podrían obtenerse factores de planta por arriba del 70%

Plato Parabólico:

Pre-comercial

Instalaciones a nivel de planta piloto

Modulares(10-25 kWe)

Generación distribuida

Alta eficiencia

Integración para conformar plantas a gran escala

Plantas Termosolares a ConcentraciónPotencia No-Despachable

Solar Energy Generating Systems (SEGS I-IX), Kramer Junction, Dagget

y Harper Lake, CA., 9 plantastotalizando 354 MWe

Arizona 1 MW

Nevada Solar One 64 MW

Plantas Termosolares a Concentraciónen operación (Canal Parabólica)

Plantas Termosolares a Concentraciónen operación (Canal Parabólica)

Andasol 1

• 50 MW• Almacenamiento(7.5 h)• Sales fundidas

Plantas Termosolares a Concentraciónen operación (Receptor Central)

PS10:

10 MW

624 heliostatos

Torre de 120 m de altura

Receptor cavidad

Plantas Termosolares a Concentraciónen operación (Receptor Central)

PS20:

20 MW

1255 heliostatos(120 m2)

Torre de 165 m de altura

Receptor cavidad

2222AlemaniaAlemania

25252525EgiptoEgipto

5555ItaliaItalia

2021020210

31 ?31 ?

5050

100100

140140

220220

69876987

1268212682

PropuestasPropuestas

15441544

22

2020

5050

2525

14171417

En En construcciconstruccióónn

262666MarruecosMarruecos

22AustraliaAustralia

2231822318564564TOTALTOTAL

165165ArgeliaArgelia

5050ChinaChina

3131MMééxicoxico

5050GreciaGrecia

100100SudSudááfricafrica

220220IsraelIsrael

74117411424424EUAEUA

1423114231132132EspaEspaññaa

TotalTotalEn En operacioperacióónnPaPaííss

Plantas Termosolares a Concentración

Volumen de Mercado Mundial(al 2009 en MW)

Costos de Inversión (US$/kWe)

Plantas Termosolares a ConcentraciónCostos actuales y proyectados

1200-1500(170 MWe)

1600-1800(200 MWe)

1200-2000(25 kWe)

Próximos 10 años

2800-3700(30-100 MWe)

1750-2100(200 MWe)

6500(9-10 kWe)

Próximos 5 años

2800-3500(30-200 MWe)

Actual

Receptor Central

Canal Parabólico

Plato Parabólico

TecnologíasAño

Costos nivelados de generación (US cents/kWhe)

4.6-6.56-89-18Próximos 10 años

12-148-1015-32Próximos 5 años

10-17Actual

Receptor Central

Canal Parabólico

Plato Parabólico

TecnologíasAño

Alternativas No Fósiles para el Sector Energético de ALyC

Hidroeléctrica

Geotermia

Nuclear

Renovables No Convencionales

SolarEólicaBiomasaPequeña HidroOcéanica

Base Tecnológica Entorno Munidal

Energía Solar TérmicaTendencias tecnológicas:

Proyectos pilotos de CC con CPDesarrollo de nuevos ciclos

para RCIdentificación de nichos de

aplicación

Costos estimados:Instalación: 3500-? US$/kWGeneración: actual 11-15

US¢/kWh, proyectado al 2020 4-5 US¢/kWh

Capacidad instalada:al 2009: 564 MW

Entorno Mundial Esquemas de Promoción

Portafolio renovable

Compra obligatoria

Bonos a productores

“Precio verde”

Información ambiental abierta

Políticas para extensión de líneas

Planeación integrada de recursos

Condiciones del Entorno en México y ALyC ?

Recursos energéticos disponibles: no suficientementeexplorados ni caracterizados

Tecnologías: arsenal local limitado; disponibles en entornointernacional

Nichos regionales de posibles aplicaciones rentables: electrificación rural, generación distribuida, pequeñageneración, repotenciación

Marco legal limitativo, en evolución

Marco programático incipiente

Posibilidades en MexicoEnergía Solar Térmica

Más de 3500 MW explotables

Subvención GEF para una planta de CC con CP (50 millones US$)

Repotenciación

Proyectos varios de desarrollotecnológico (RC, CP, PP)

Escenario

Bajo un escenario moderado países con recurso solar podrían:

Generar una inversión de 8500 millones de USD en 2015 y unos 70000 millones de USD para el 2050

Crear más de 200000 empleos para 2020 y poco más de un millón en 2050

Ahorrar 148 millones de toneladas de CO2 anuales en 2020 que llegarían a poco más de 2000 millones para 2050

Conclusiones

Las TSC ofrecen buenas oportunidades para la expansión del sistema eléctrico y en otros sectores (industrial, residencial)

Países con abundantes recursos energéticos alternos que no estánsiendo explotados, ni considerados en los planes de expansión de losdiferentes sectores

Para revertir esta situación es necesario instrumentar planes y programas en ES, orientados a:

Mejorar el conocimiento cuantitativo y cualitativo de los recursosIncrementar el número de recursos humanos calificados en el temaAsimilar la tecnología y transferirla a la industria nacionalDesarrollar nuevas tecnologías destinadas al mercado

Además es necesario adecuar el marco regulatorio, a fin de que laES tenga igualdad de oportunidades en los programas de creación de infraestructura eléctrica.

Gracias......

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