Almacenar electricidad en sales fundidas

Transcripción

1 Seminario de Gestión Ambiental EL ALMACENAMIENTO DE LA ELECTRICIDAD Barcelona,7 de abril de 2014 Almacenar electricidad en sales fundidas Dr. Esther Rojas Sistemas Solares de Concentración, CIEMAT-PSA CIEMAT Organismo Público de Investigación I + D + i en las distintas fuentes de energía y su impacto en el medio ambiente Datos* 1500 trabajadores Presupuesto: 91.7 M Ingreso por actividades: 43,6 M (*) Referentes a

2 Ciemat - Centros territoriales Centro de Desarrollo de Energías Renovables Centro de Investigación Socio-Técnica Centro Extremeño de Tecnologías Avanzadas Centro Internacional de Estudios de Derecho Ambiental 3 Plataforma Solar de Almería Creada como consecuencia de la primera crisis del petróleo de 1973 Inaugurada en 1981 y fundada por varios socios: Alemania, Austria, Bélgica, Estados Unidos, Grecia, España, Italia, Suiza y Suecia Laboratorio de ensayo a tamaño real en el desierto de Tabernas Pertenece al Gobierno de España Instalación más completa del mundo para para el ensayo de aplicaciones de la radiación solar concentrada 4 2

3 Energía solar térmica de concentración Radiación solar directa Concentrador óptico Radiación solar concentrada Producción H 2 RECEPTOR Reactor Calor Almacenamiento térmico Calor sensible Calor latente Calor de reacción Desaladora Proceso industrial Turbina Producción de electricidad Agua potable CENTRALES TERMOSOLARES 5 Sistemas de concentración solar para la producción del electricidad Sistemas de receptor central o torre Captadores cilindro parabólicos Captadores Fresnel Discos parabólicos o Stirling PROCESO PROCESO 6 3

4 Tener almacenamiento térmico implica Independizar la producción energética del recurso solar Extender el tiempo de producción E.Termosolar==Energía Transitorios GESTIONABLE Favorecer la producción energética en condiciones nominales aumentar el rendimiento anual del bloque de potencia Aumentar el campo solar y añadir un nuevo subsistema Aumento de la inversion inicial de la planta Aumento de la sobreproducción en verano Almacenamiento térmico: funcionamiento Proceso de descarga HTF HTF Sistema de almacenamiento térmico Bloque de potencia (P, T, ) HTF HTF 4

5 Net plant output, MWe Net plant output, MWe 50MW con versus 100MW sin Relloso y Gutierrez, Simulacion de una planta de cilindroparábolicos de 125 MWe sin Ambient temperature, F y con almacenamiento de 9 horas Ambient temperature, F 5

6 Almacenamiento en sales fundidas Sales fundidas: Sal solar: 60% NaNO % KNO 3 Otras: nitritos, carbonatos, etc La energía se almacena en forma de calor sensible, i.e., existe un cambio de temperatura en el medio material de almacenamiento energético El calor sensible depende de el cambio de temperatura, T la capacidad térmica del medio, cp 11 Por qué sales fundidas? Alta capacidad térmica sal solar (60%NaNO 3 +40%KNO 3 ): ~2800 kj/m 3 ºC hormigón: ~2000 kj/m 3 ºC aceite sintético: ~ 1900 kj/m 3 ºC agua: ~ 4200 kj/m 3 ºC Baja presión de vapor Trabajan a presión atmosférica el agua ha de estar presurizada: 30bar/230ºC; 100bar/311ºC Medio seguro (no explosivo, no contaminante) Experiencia previa en Solar Two (EEUU, 105 MWh) 12 6

7 Sistema de doble tanque aceite sintético en el campo solar 50MWe 7.5 h almacenamiento en sales fundidas Fuente: Flagsol Generación eléctrica + Carga del almacenamiento 13 Centrales termosolares en España con CCPs Extresol 1, 2 y 3 Tecnología de Cilindroparabólicos : 50 MWe HTF: aceite VP1 (293º-393ºC) Almacenamiento indirecto: 7.5 h, sales fundidas en 2 tanques Complejo Andasol 14 7

8 Torre con receptor de sales GEMASOLAR Fuentes de Andalucía (Sevilla) Torresol Energy 20 MWe Tecnología de Torre (140m) : Campo circular (2600), 120 m 2 /helióstato HTF: sales fundidas (290º-565ºC) Almacenamiento directo: 15 h, 2 tanques 15 Centrales termosolares en España (II)

9 Termosolar en el resto del mundo Crescent Dunes Solar Energy Project Nevada (EEUU) Solar Reserve's Tonopah Solar Energy, LLC 110 MWe Tecnología de Torre (165 m) : Campo circular (17.170), 62 m 2 /helióstato HTF: sales fundidas (287º-565ºC) Almacenamiento directo: 10 h, 2 tanques Solana Generating Station Arizona (EEUU) Abengoa Solar 250 MWe Tecnología de cilindroparabólicos: 808 lazos, m 2 HTF: aceite VP1 (290º-380ºC) Almacenamiento indirecto: 6 h, sales fundidas 2 tanques 17 Conclusions La producción de energía eléctrica con tecnologia solar de concentración es totalmente gestionable gracias a sistemas de almacenamiento en sales fundidas Los sistemas de doble tanque con sales fundidas son comerciales en la actualidad A fecha de hoy, las empresas españolas son líderes mundiales en el diseño, construcción, operación y mantenimiento de este tipo de sistemas. 9

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