Tecnologías Termosolares a Concentración >Síntesis del Estado del Arte<

Transcripción

1 XV Aniversario de la Fundación del CIMAV Chihuahua, Chih., Octubre de 2010 Tecnologías Termosolares a Concentración >Síntesis del Estado del Arte< Jorge M. Huacuz Villamar jhuacuz@iie.org.mx Gerencia de Energías No Convencionales Instituto de Investigaciones Eléctricas, México

2 Taxonomía Tecnología Termosolar Baja Temperatura Temperatura Media Alta Temperatura Estanque Solar Captadores Planos Captadores Tubo Evacuado Captadores Parabólicos Receptor Central Plato Parabólico Cubiertos Desnudos Compuestos Cilíndricos Lentes Fresnel Facetados Continuos

3 Nada Nuevo Bajo El Sol Arquímedes AC Leonardo Da Vinci 1515 Paris Buffon 1747 Lavoisier 1774 Agustin Mouchot 1868 John Ericsson 1868 Aubrei Eneas 1901 Padre Himalaya 1900 Frank Shuman1909

4 Era Moderna ( ) Central Receiver Test Facility, USA Horno solar de Odeillo, Francia Planta Solar THEMIS, Francia

5 Era Moderna ( ) PSA (E) PSI (SUI) Solar One (US) CNRS (F) SEGS (US) WIS (IL) ANU (AUS)

6 Época Actual

7 Época Actual

8 Solar Energy Generating Systems (SEGS I-IX), Kramer Junction, Dagget y Harper Lake, CA., 9 plantas totalizando 354 MWe Ejemplos, Época Actual Arizona 1 MW Nevada Solar One 64 MW

9 Ejemplos, Época Actual Andasol 1 50 MW Almacenamiento (7.5 h) Sales fundidas

10 Ejemplos, Epoca Actual PS10: 10 MW 624 heliostatos Torre de 120 m de altura Receptor cavidad

11 Ejemplos, Época Actual PS20: 20 MW 1255 heliostatos (120 m2) Torre de 165 m de altura Receptor cavidad

12 Factores que Impulsan el Progreso Métodos avanzados de ingeniería Mejores materiales Tecnologías de soporte: Modernos métodos de control Microprocesadores Costos crecientes de energéticos convencionales Preocupación por el medio ambiente

13 Principales Componentes Fuente: Solarpaces annual report Receptor Central C Canales Parabólicos C Platos Parabólicos C

14 Tecnología de Receptor Central Colector (Helióstatos) Receptor (Cavidad o externo) Almacenamiento Unidad de Generación Eléctrica Unidad de Control Automático

15 Tecnología de Canal Parabólica Colector - Receptor Almacenamiento Unidad de Generación Eléctrica Unidad de Control Automático

16 Tecnología de Plato Parabólico Colector (concentrador) Receptor (motor Stirling) Estructura y mecanismos de direccionamiento Unidad de Generación Eléctrica Unidad de Control Automático

17 Esquemas de Generación Eléctrica Campo Solar Integrado a Ciclos Rankine Campo Solar Integrado a Ciclos Combinados (Integrated Solar Combined Cycle, ISCC) Fuente: Michael Geyer, SolarPACES Implementing Agreement

18 Tendencias Internacionales Tendencias tecnológicas: Proyectos pilotos de CC con CP Desarrollo de nuevos ciclos para RC Identificación de nichos de aplicación Costos estimados: Instalación: 3500-? US$/kW Generación: actual US /kwh, proyectado al US /kwh Capacidad instalada: al 2010: 808 MW

19 Oportunidades de aplicación en México Repotenciación de centrales existentes CCC Hermosillo, CCC Gómez Palacio, CT Puerto Libertad, CD San Carlos Integración de campo solar a Centrales de Ciclo Combinado (concepto ISCCS) CCC Agua Prieta,.. Respaldo con vapor solar en Centrales Geotermoeléctricas CG Cerro Prieto, CG Tres Vírgenes. Evaluación del potencial de aplicación de las tecnologías termosolares en zonas con disponibilidad de recurso solar y en congruencia con los planes de expansión de CFE Producción de calor de proceso industrial

20 Desarrollos en IIE

21 Desarrollos en IIE Torreón, Coah. Cuernavaca, Mor, IIE Cuernavaca, Mor, NISSAN

22 Parametro Diámetro de apertura Angulo de borde Diámetro vértice central Longitud focal Superficie reflejante Número de facetas Material estructural m 4.5 m Desarrollos en IIE Valor-característica 7.5 m Aluminio anodizado (1a versión), Reflectividad 86%, Vidrio plateado delgado (1.0 mm), Reflectividad 92% (2nd version) 12 (fibra de vidrio) Acero estructural A-36 (ASTM)

23 Desarrollos en IIE

24 Desarrollos en IIE

25 Retos Científicos y Tecnológicos Mini-centrales de generación Nuevos tipos de receptores Materiales para diafragmas

26 Retos científicos y tecnológicos Receptores para canales parabólicas Materiales cerámicos para receptor central

27 Retos científicos y tecnológicos Espejos de materiales avanzados Nuevas técnicas de mantenimiento Diseños mejorados de máquinas Stirling Nuevos tipos de helióstatos

28 Instituto de Investigaciones Eléctricas Gracias...