Concentración Solar Térmica CSP En cooperación con Novatec Solar

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1 Plantas de Energía Solar - ABB Daniel Guerrero Gerente Generación Energía - ABB Argentina Concentración Solar Térmica CSP En cooperación con Novatec Solar

2 Mapa Radiación Solar Directa (DNI) Plantas de Energía Solar para el cinturón solar Unidades de Negocio de ABB Power Generation Ocubre, 2012 Slide 2

3 Recurso Solar abundante En 6 horas los desiertos reciben mas energía del sol que la consumida por la humanidad en un año. «Dr. Gerhard Knies, Desertec Foundation» Plantas solares construídas en este sector del Desierto del Sahara podrían cubrir la demanda de energía mundial. Month DD, Year Slide 3

4 Tecnologías Concentración Solar Térmica CSP Tipos de plantas en operación Parabólicas Torre Solar Fresnel lineal Ocubre,

5 CSP Concentración Solar Térmica Fresnel lineal Conceptos Técnicos La irradiación solar es recolectada y concentrada por un reflector de tecnología lineal Fresnel. Ocubre, 2012 Slide 5

6 CSP Concentración Solar Térmica Fresnel lineal Conceptos Técnicos La irradiación solar es recolectada y concentrada por un reflector de tecnología lineal Fresnel. Las filas de espejos dan seguimiento continuo al sol para enfocar la radiación en el tubo receptor. Ocubre, 2012 Slide 6

7 CSP Concentración Solar Térmica Fresnel lineal Conceptos Técnicos La irradiación solar es recolectada y concentrada por un reflector de tecnología lineal Fresnel. Las filas de espejos dan seguimiento continuo al sol para enfocar la radiación en el tubo receptor. El agua es bombeada a través del tubo receptor, generando vapor a 100 bar con temperaturas hasta 500 C. El vapor acciona una turbina convencional para generar electricidad o puede ser usado en otros procesos. ABB coopera exclusivamente con NOVATEC Solar, quien ha desarrollado la mas eficiente tecnología CSP. Ocubre, 2012 Slide 7

8 CSP Concentración Solar Térmica Fresnel lineal Conceptos Técnicos La irradiación solar es recolectada y concentrada por un reflector de tecnología lineal Fresnel. Las filas de espejos dan seguimiento continuo al sol para enfocar la radiación en el tubo receptor. El agua es bombeada a través del tubo receptor, generando vapor a 100 bar con temperaturas hasta 500 C. El vapor acciona una turbina convencional para generar electricidad o puede ser usado en otros procesos. ABB coopera exclusivamente con NOVATEC Solar, quien ha desarrollado la mas eficiente tecnología CSP. Ocubre, 2012 Slide 8

9 CSP Tecnología Fresnel altamente eficiente Generación directa de vapor En operación desde Agosto 2011 Unidad de 700 m de Evaporador, seguido de una sección de 300 m de Sobrecalentador Vapor estable y controlado hasta 130 bar y temperatura estable hasta 530 C Turbinas de vapor estándar, como las diseñadas para plantas de ciclo combinado, permiten una alta eficiencia de 38%, que resulta en menores costos. Evolución del diseño parabólico para optimización de costos, hasta 70% menos de material y 30% menos de terreno. Con la generación directa de vapor se eliminan intercambiadores de calor, se obtiene mayores temperaturas y menor impacto ambiental Ocubre, 2012 Slide 9

10 CSP Concepto de planta puramente Solar Alta eficiencia con Vapor Sobrecalentado Caldera Solar por Novatec Solar Planta de Generación llave en mano por ABB Ocubre,

11 CSP Concepto de planta con almacenamiento térmico Solución con tres tanques con Vapor Sobrecalentado Ocubre,

12 CSP Proceso de fabricación automatizado Manufactura local, cerca del sitio Fabricación local de los componentes claves. Procesos estandarizados garantizan altos niveles de calidad. Alta potencialidad de contenido local Creación de puestos altamente calificados Bajos costos de logística Creación de valor local Ocubre, 2012 Slide 12

13 CSP Sistema Modular Fácil y rápida instalación Liviano, simple, estructura soporte cerca del suelo Rápida instalación en sitio debido al alto grado de prefabricación, modular. Estructuras soporte basadas en componentes estándar disponibles en todos los mercados. Permite superficies no planas Tubo de absorción fijo La mas baja ocupación de terreno Ocubre, 2012 Slide 13

14 CSP Isla de Potencia Tecnología convencional para Generación de Energía con Vapor Generador Domos Condensador Turbina Vapor Bombas Sala Control Ocubre,

15 CSP Concentración Solar Térmica Aplicaciones CSP Plantas de Energía Nuevas Plantas Térmicas de Energía Solar de 50 a 250 MWel con eficiencia de 500 C / 100 bar. Integración con Ciclos Combinados: Solar durante el día, Ciclo Combinado durante la noche CSP Vapor para Procesos Desalinización de agua de mar Enfriamiento Solar Mejoras en la recuperación de petróleo. Vapor de Procesos para la industria. Ahorrador de combustibles fósiles Ocubre, 2012 Slide 15

16 CSP ABB/Novatec - Ejecución del proyecto Creación de valor local Durante la ejecución del proyecto se crean un promedio de 500 puestos de trabajos directos. Durante la operación (25 años) se crean alrededor de 50 puestos de trabajo. Nuestro campo solar permite hasta un 50 % de contenido local y múltiples trabajos indirectos. December 13, 2012 Slide 16

17 CSP Comparativa de tecnologías (1) El mas bajo costo a lo largo del proyecto con la tecnología de ABB / Novatec Parabólica Torre Solar ABB Novatec Temperatura Operación 390 C Up to 540 C Up to 520 C Eficiencia de la Isla de Potencia 36% 39% 38% Pérdidas calóricas 10 % 5-10% 5 % Material necesario por producción térmica anual MWh Uso eficiente del terreno kwh th por m² high Medium to high low Ocubre,

18 CSP Comparativa de tecnologías (2) El mas bajo costo a lo largo del proyecto con la tecnología de ABB / Novatec Parabólica ABB Novatec Ahorros Seguimiento Espejos 5 kwh 1 kwh (- 80%) Consumo bombeo 20 kwh 7 kwh (- 65%) Costos de mantenimiento (- 46%) Consumo de agua para limpieza 13.4 litres 2 litres (- 85%) Ocubre, Todos los números referenciados a MW por año

19 CSP Comparativa de tecnologías (3) El mas bajo costo a lo largo del proyecto con la tecnología de ABB / Novatec Construcción simple y rápida debido al alto nivel de prefabricación Vs. Mínimos requerimientos de obra civil Vs. Ocubre,

20 CSP Comparativa de tecnologías (4) Bajo costo de mantenimiento y operación con espejos planos Tecnología Parabólica Mayor consumo de agua Altos costos de mano de obra Ocubre, Tecnología Fresnel Lineal Muy bajo consumo de agua Bajos costos de mano de obra Los espejos son limpiados por un robot, que recupera gran parte del agua utilizada

21 CSP de ABB/Novatec con la tecnología mas efectiva Resumen de valores y ventajas Sistema de fabricación automatizado Proceso eficiente con control de calidad integrado Producción local minimiza costos de transporte y logística Simple, Plano y Construcción liviana Alta eficiencia en el uso de la tierra (30% mayor a Parabólica) Bajo consumo energía (70% menor que Parabólica) Producción directa de vapor 530 C, 130 bar Alta eficiencia de la isla de potencia (5% mayor que Parabólica) Bajas pérdidas de calor (50% menos que Parabólica) Fácil de limpiar y mantener Espejos planos con limpieza por robot Bajo consumo de agua (85% menor a Parabólica) Ocubre, 2012 Slide 21 PT: Parabolic Trough

22 Plantas de Energía Solar - ABB Referencias CSP Fresnel Lineal

23 CSP Referencias: Puerto Errado 1, España 12 MWth, 1.4 Mwel en operación desde 2010 Key Data EPC Contractor Owner Layout Solar field length Novatec Solar Novatec Solar 3 rows of linear Fresnel collectors, conventional steam turbine equipment and generator, storage m Net aperture area 21,571.2 m² Operating temperature Up to 500 C Operating pressure Peak thermal output Peak electrical output Electrical production Up to 65 bar 12 MW th 1.4 MW el 2.2 GWh p.a.

24 CSP Referencias: Puerto Errado 2, España 150 MWth, 30 MWel en operación desde Enero 2012 Key data EPC Contractor Owners Layout Solar field length Novatec Solar Tubo Sol PE2 S.L. owned by 5 Swiss utilities (85%) and Novatec Solar (15%) 28 rows of linear Fresnel collectors, conventional steam turbine equipment and generator, storage m Net aperture area 302,000 m² Operating temperature 270 C Operating pressure Peak thermal output Peak electrical output Electrical production Fuel 55 bar 150 MW th 30 MW el 49 GWh/year Solar Only

25 CSP Referencias: Puerto Errado, España Generación directa de vapor sobrecalentado PE 2: 30MW PE 1: 1MW+ Planta de Generación Puerto Errado (España) en operación comercial

26 CSP Referencias: Liddell, Australia 9.3 MW thermal, en operación 2012 Key data EPC Contractor Owner Model Solar field length Novatec Solar Macquarie Generation 4 rows of linear Fresnel collectors, solar augmentation of a coal fired power station 403,2 m Net aperture area 18, m² Operating temperature Up to 270 C Operating pressure Peak thermal output Thermal Output per year Up to 55 bar 9.3 MW th 13,550 MWh th

27 CSP Proyectos en evaluación en Argentina Datos técnicos claves planta 100 MWel Item Potencia de la planta Tamaño del campo solar Parámetros de vapor Producción energía neta anual Tecnología de enfriamiento Consumo de agua Ubicación Tiempo de ejecución del proyecto Valor 100MW net 862,848 m2 de espejos 90bar 230 DNI 2,700 kwh/m2.a estimado según NREL Condensadores enfriados por aire Menos de 60,000 m 3 /año San Juan / Norte de Mendoza 30 meses estimado Valores estimados, no se dispone de datos de DNI horario exacto para un año meteorológico típico. Ocubre, 2012 Slide 27

28 CSP Proyectos en evaluación en Argentina Disposición propuesta planta 100 MW Las calderas solares consisten en 4 campos solares, cada campo dispone de un sector de evaporación y otro de sobrecalentado (cada uno con 21 unidades de control) Área de espejos total: 862,848 m2 La caldera solar requiere un terreno de 1976m x 940m Ocubre, 2012 Slide 28

29 CSP Proyectos en evaluación en Argentina Datos técnicos claves planta 30 MWel Item Potencia de la planta Tamaño del campo solar Parámetros de vapor Producción energía neta anual Tecnología de enfriamiento Consumo de agua Ubicación Tiempo de ejecución del proyecto Valor 30 MW net 248,068 m2 de espejos (23 filas, 21 unidades de control cada una). Terreno requerido de 1000 m (N-S) x 500 m (W-E) 90bar 63 DNI 2,500 kwh/m2.a estimado según NREL Condensadores enfriados por aire Menos de 35,000 m 3 /año San Juan / Norte de Mendoza 24 meses estimado Valores estimados, no se dispone de datos de DNI horario exacto para un año meteorológico típico. Ocubre, 2012 Slide 29

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31 Plantas de Energía Solar ABB Plantas de Energía Fotovoltaicas Solución Integrada

32 Plantas de Energía PV ABB entrega plantas llave en mano o el sistema de balance eléctrico December 13, 2012 Slide 32

33 PV: Alcance ofrecido Los requerimientos del cliente definen el modelo de ABB Panels Trackers DC Cabling Protectors Inverters Transformation Center Grid Connection

34 PV: ABB como un contratista llave en mano Solución integrada para un alto rendimiento V A Tracker DC field V A Inverters V A V A DC Cables Panels Trackers DC Cabling Protectors Inverters Transformation Center Automation, Monitoring and Remote Control Integrated Plant Design, and Yield Calculation Turn Key Solution Project Management, Site Management, H&S, Quality Control External Partner

35 PV Reference: La Robla, Spain 13.3 MWp in operation since 2010 Customer need Maximize the performance and reliability of the solar plant Plant in operation in 3 months ABB response ABB delivered the complete solar plant in consortium with a module manufacturer ABB applied an efficiency improvement system to maximize the overall performance of the PV solar plant Customer: GA La Solar Robla PV Plant (Spain) Type Size: of 20.2 Project: MWp, ERCAM 1-axis 1 tracking axis Tracker Customer: GA Solar Turnkey 13,3 MW PV solar plant. ABB Scope: EPC Year of Commissioning: 2010 Year of commissioning: EPC: 2010 ABB scope: Commissioning Supply: Substation, DC cabinets, AC cabinets, unit transformers, switchgears, equipment housing, system optimization, control and SCADA. Turnkey installation, ground & civil works: Inverters, trackers, PV modules, transformers and switchgears, cabinets, housing, system optimization, control, SCADA, security system, cabling, etc Partner scope: PV modules. Customer benefit Reliable and efficient PV solar plant. Performance Ratio (PR) > 80% Optimized operation, control and maintenance of PV solar plant (sun tracking, system optimization, control and protection, etc.) La Robla produces 22.6 GWh per year displaces 11,500 tons of greenhouse gas emissions annually Client kept the deadline and qualified for Spanish feed-in tariff for solar plant Month December DD, 13, Year 2012 Slide 35

36 PV Reference: La Sugarella, Italy 24.2 MWp in operation since 2010 Customer need First class automation and electrical systems Maximize plant performance and reliability ABB response ABB delivered the complete solar plant in consortium with a module manufacturer ABB applied an efficiency improvement system to maximize the overall performance of the PV solar plant Size: 24.2 MWp, 1 axis tracker Customer: Phenix Renewable ABB Scope: EPC Year of commissioning: EPC:2010 ABB scope: Supply: Substation, DC cabinets, AC cabinets, unit transformers, switchgears, equipment housing, system optimization, control and SCADA. Turnkey installation, ground & civil works: Inverters, trackers, PV modules, transformers and switchgears, cabinets, housing, system optimization, control, SCADA, security system, cabling, etc Month DD, Year Slide 36

37 PV Reference: Spinasanta, Italy 6 MWp, in operation since 2010 Customer need First class automation and electrical systems Maximize plant performance and reliability Size: 6 MWp, fix installation Customer: Actelios Solar ABB Scope: EPC Year of commissioning: EPC:2010 ABB response ABB delivered a complete EPC ABB applies an efficiency improvement system to maximize the overall performance of the PV solar plant ABB scope: Supply: Panels, structure, inverter centers, DC & AC cabinets, transformers, switchgears, cabling, equipment housing, protection equipment, MV connection line Installation: Panels, structure, inverter centers, DC & AC cabinets, transformers, switchgears, cabling, equipment housing, protection equipment, MV connection line, PV modules electrical connection Status: Connected to the grid Month DD, Year Slide 37

38 Líder global en tecnologías de energía y automatismos Líder global en solar 120 años en el negocio de generación 20+ años en solar Líderes globales en PV 400MW+ ejecutados en 50 plantas Líderes globales en CSP 1,160MW en 23 plantas (40% del mercado) dispone tecnología ABB. ABB es un inversor estratégico en Novatec desde 2011 integramos el probado campo solar de Novatec en todas nuestras plantas December 13, 2012 Slide 38

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