SOTAVENTO. Milagros Rey Porto. Tecnología. Gas Natural Fenosa. GE 2 C S. Modelos de gestión energética sostenible- Jueves 8 marzo-vigo

Transcripción

1 SOTAVENTO Milagros Rey Porto Tecnología Gas Natural Fenosa

2 Índice Justificación Participantes Objetivos Descripción de la instalación Electrolizador Compresor Motor combustión H 2 Sistema de control Resultados Conclusiones

3 Justificación

4 Justificación Un sistema energético basado fundamentalmente en combustibles fósiles no es sostenible. -Recursos limitados -Dependencia energética exterior -Contaminación atmosférica

5 Justificación A nivel mundial la potencia eólica creció un 31%, de 37, GW a 17,9 GW en 2009 (China, U.S.A.). En Europa, la instalación de 9,3 GW incrementó la capacidad a 84,3 GW en 2010 (,3 % del consumo eléctrico). España es el cuarto país en términos de capacidad instalada tras China, U.S.A. y Alemania. A finales de 2010 la capacidad instalada era MW (objetivo del Plan de Energías Renovables : 20.1 MW)

6 Justificación En áreas con elevada penetración eólica, como España, el panorama renovable tiene 2 problemas principales: Economico: marco rentabilidad financiación / régimen especial Operacional: requisitos adicionales en la operación y gestión del sistema: La disponibilidad de ciclos combinados para seguridad de suministro. Fortalecer redes débiles y capacidad de reserva. Si la generación eólica excede los límites que la red puede absorver en momentos de baja demanda, los parques tienen que ser desconectados perdiendo esta generación limpia.

7 Justificación Operacional: intermitencia y variabilidad. Ejemplos: Febrero : cobertura máxima mensual 22,6% demanda eléctrica. 9 Noviembre producción máxima diaria 31,28 MWh, cobertura máxima del 43% demanda eléctrica. 9 Noviembre a 1:3h, cobertura del 4%. 26 Junio a 10:32h cobertura del 1%. En el primer trimestre de 2010 se produjeron limitaciones de producción durante horas valle que significaron la pérdida de aproximadamente el 0,6% de la generación anual. Figura 1.Cobertura de la demanda eléctrica con eólica Figura 4. Desconexión eólica. Fuente: REE

8 Justificación Por lo tanto es indispensable: Planificar y gestionar la energía vertida a la red por la generación eólica Optimizar económicamente la gestión de la generación renovable, obteniendo rentabilidad independientemente de las subvenciones. Sistemas almacenamiento energético La situación de cada país está condicionada por la calidad de la red de trasporte y distribución, por la legislación existente en términos de EERR y su gestión, por el porcentaje de EERR existentes en el mix de generación y por la capacidad de Interconnexión (2,2% potencia- 3% energía)

9 Participantes

10 Participantes Nace fruto de un acuerdo marco entre Gas Natural con la Consellería de Innovación, Industria y Comercio para el desarrollo de las energías renovables. Se ha firmado un acuerdo de colaboración con el departamento de Integración en Red de Energías Renovables de CENER (Centro Nacional de Energías Renovables) para analizar y optimizar la instalación. - Los estudios de viabilidad técnica económica de los diferentes escenarios. - Los estudios de caracterización y operación de la planta tanto a nivel componente como en global. - El sistema de gestión de la planta para optimizar su funcionamiento.

11 Objetivos

12 Objetivos Explorar los retos y oportunidades de los sistemas de almacenamiento energético y su importancia y potencial en sistemas de generación distribuida. Obtener un avanzado conocimiento acerca de la gestión de energías renovables empleando hidrógeno. Demostrar la operación de un sistema de gestión energética empleando H 2 identificando áreas de optimización de coste y eficiencia. Obtener conocimiento técnico y económico que posibilite la proyección se una instalación de gestión energética a escala industrial. Gestión renovables + Generación H2 renovable

13 Descripción de la instalación

14 Descripción de la instalación motor compresor electrolizador almacenamiento

15 Descripción de la instalación Energía eólica Red eléctrica Consumidores Predicción eólica Operación optimizada Mercado eléctrico Electrolizador Almacenam. H 2 Motor H 2 Optimizar el recurso eólico Energía H 2 Señal de control

16 Descripción de la instalación Electrolizador

17 Descripción de la instalación. Electrolizador Agua Modelo: Hydrogenics IMET, bipolar Potencia sistema: 288 kw Lavador Formado por 4 stacks de celdas Separadores de gas Cada stack está formado por 90 celdas Máximo flujo de agua: 60 l/h Máximo flujo H 2 : 60 Nm 3 /h Celdas electrolíticas Pureza H 2 > % Presión: 10 bar Electrolito: KOH 30%

18 Descripción de la instalación Compresor

19 Descripción de la instalación. Compresor Compresor de pistón formado por dos grupos compresores P aspiración: 2-4 bar P descarga: 200 bar Flujo H 2 : 18.0 y 30.9 Nm 3 /h a presión aspiración 2 y 4 bar Etapas compresión: 3 Cilindros: 4 Consumo: 7.4 y 12.4 kw con 2 y 4 bar de presión de aspiración Fabricante: Bauer, modelo HFS DUO II

20 Descripción de la instalación Motor combustión H 2

21 Descripción de la instalación. Motor combustión H 2 Motor Scania: - Potencia: 60 kw - Cilindros: 6 - Configuración: en línea Velocidad: 100 rpm - H 2 flujo: 70 Nm 3 /h Generador Stamford - Potencia: kw Fabricante: Continental Energy Systems

22 Descripción de la instalación Sistema de control

23 Sistema de control Producciones Predicciones Precios eléctricos Motor Compresor Almacenamiento Parque eólico Red eléctrica

24 Descripción de la instalación. Sistema de control Pantalla principal del SCADA

25 Descripción de la instalación. Sistema de control Pantalla compresor

26 Descripción de la instalación. Sistema de control Pantalla motor

27 Resultados

28 Modelización equipos

29 Electrolizador. Estado estacionario!" #$ %& '( % % )$ *" +, & -.."!"!/0 +, &%#$

30 Motor H 2!"# $%&# '( )! $*'$# 1!)2#$ %&%.."!"!/ 3%.."!"!/0 +, &%#$ + 4+,!"# $,&# '( --%%. --%%/ ('&#

31 Estrategias

32 Estrategia valle/punta +""" %0%'"'1 (,# ',,' 2!,!$,, ('&# 2!,# 3$!!.!,!$,,# $, ('& #,!$,# / ('&#,4',# $'!,# '&# '(,'&# '( " %0%'"'1 (,# ',,',!,#!,!$, ('&# *,!$,# / ('&# *,41!,!$,# $ ('&#,,# $'!,# '&# '(,&# '(

33 Estrategia desvíos

34 Estrategia incremento factor capacidad parque + )672#81- )*9 )*!$ *9 2!2% # $ %& $!% 9 2!2% +,

35 Estrategia nivelación de cargas- configuración en isla,,'!$,3!$3 & 6!!,# *,'&# '( *,78'&# '( 2!, # & '(

36 Conclusiones

37 Conclusiones No existe legislación para este tipo de instalaciones. Dificultad para obtener licencias. No existe legislación a cerca del precio de venta de la energía producida por el motor. La estrategia de control de los equipos no es adecuada para trabajar con fuentes renovables variables. Dificultad en la modelización del sistema. Se gestiona la producción del PE según las estrategias de: peaking, desvíos, repotenciación o satisfacción de una demanda en un red con configuración en isla. Es muy importante lograr una operación de los equipos durante el mayor número de horas posible, con tal de amortizar la fuerte inversión inicial en equipamiento Llegado el momento en el que la economía del hidrógeno despegue y se materialice, el objetivo técnica y económicamente óptimo de estas instalaciones sería la generación de hidrógeno renovable y 100% limpio.

38 Gracias! Participación en: