CENTRAL SOLAR TERMOELÉCTRICA BORGES (22,5 MWe) LA PRIMERA TERMOSOLAR HIBRIDADA CON BIOMASA EN EL MUNDO. Solar Concentra Noviembre 2011, Sevilla

Transcripción

1 CENTRAL SOLAR TERMOELÉCTRICA BORGES (22,5 MWe) LA PRIMERA TERMOSOLAR HIBRIDADA CON BIOMASA EN EL MUNDO Solar Concentra Noviembre 2011, Sevilla 1

2 Contenido 1. Presentación del Grupo 2. Datos básicos del Proyecto y ventajas de la hibridación 3. Objetivos del Proyecto 4. Modos de operación : día, noche y transición 5. Aspectos a destacar 6. Configuración de la recuperación de energía (sumideros) 7. Resumen 2

3 El Grupo Soluciones integrales en ingeniería aplicada FUNDADO EN 1944 Facturación (2010): 253,4 M 3

4 El Grupo PROMOCIÓN Y PROYECTOS EPC Soluciones integrales en ingeniería aplicada INSTALACIONES Y SISTEMAS MONTAJE INDUSTRIAL OPERACIÓN & MANTENIMIENTO Plantas Termosolares (TS Borges y TS Guzmán (50 MW) en Palma del Río, Córdoba (España) Plantas Fotovoltaicas 31,3 MW en España 14,4 MW en Italia Plantas de Cogeneración 73,1 MW en España 13,3 MW en R. Dominicana Plantas de Biomasa Instalaciones eléctricas para industria, sector servicios e infraestructuras Instalaciones de clima y frío industrial Sector Hospitalario Sistemas de seguridad: Anti intrusión y contraincendios Sistemas de control y supervisión de procesos productivos e infraestructuras Refinerías de petróleo Instalaciones de Gas Montajes mecánicos Montaje plantas termosolares Instrumentación Industrial Mantenimiento Integral Industrial Mantenimiento Mecánico Mantenimiento Eléctrico, de instrumentación y de automatización Mantenimiento de Climatización Plantas de Biogás Retail Intelligence Plantas de secado de lodos Plantas de tratamiento eficiente de purines 4

5 Presentación del proyecto Termosolar Borges 1. El proyecto de Termosolar Borges atiende a la construcción de una central solar termoeléctrica de 22,5 MWe de potencia autorizada a red, provista con colectores cilíndrico-parabólicos e hibridada con biomasa y es la primera termosolar del mundo a escala comercial con esta Singularidad. 2. El proyecto se implementa en el T.M. de Borges Blanques (Lleida), ocupando una superficie de 70 Ha y estimándose una producción neta anual de MWeh/a, a partir de: (i) la irradiación solar recibida en un campo solar de 336 colectores con m2 de área total de apertura de los espejos (ii) la energía térmica útil transferida al HTF y producida en una unidad de combustión de biomasa de 39 MWt de potencia. (iii) con un rendimiento eléctrico en turbina próximo al 37%. 3. La inversión alcanza 153 MM EUR y la dirección y la gestión del proyecto se ha encargado a la UTE Termosolar Borges, constituida a partes iguales por las empresas y 5

6 Principales Ventajas del diseño Por qué Hibridamos? 1. Producción: Con una planta de 22,5 MW hibridada, se prevé una producción de MWh/a, muy parecida a la que se puede obtener de una planta de 50 MW modo solar (en el entorno de los MWh/a). 2. Planta Gestionable: Permite la producción de energía incluso con poca o sin radiación solar, alcanzándose una operación de h/año 3. Funcionamiento Continuo de la Turbina: Mediante la incorporación de la hibridación, se permite un funcionamiento continuo, evitando el paro-arranque y calentamiento de la turbina y, por tanto, una utilización más eficiente del bloque de potencia así como la infraestructura eléctrica de la planta. 3. Menor Inversión para similar producción eléctrica: Inversión Central Hibridada (EPC-Borges): 153 M Inversión Central 50 MW (EPC sin hibridar): M (Nota.- No se consideran costes del terreno) 4. Posibilidades para la hibridación en función del entorno 6

7 Implantación de la Planta 7

8 Avance de los trabajos PLANNING TS BORGES TAREAS PRINCIPALES Diseño Previo Activación Compras Principales Ingeniería Compras, Fabricación y Suministro Construcción y Montaje Puesta en Marcha Campo Solar Pruebas y Puesta en Marcha Bloque Potencia J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M A M J J A S O N D E F M 8

9 Objetivos del Proyecto 1. Incrementar la producción anual de la generación eléctrica, respetando y aprovechando las prescripciones legales del RD 661/2007 que se substancian en una proporción 40 % solar, 10 % gas y 50% biomasa. 2. Permitir un régimen de operación continuo de la central (24 h/d) durante un periodo de tiempo apreciable sin interrupción, y eliminar el número de arranques y paros de la turbina de vapor. 3. Eliminar las pérdidas por arranque diario de la turbina (mejora de la eficiencia) 4. Permitir un aprovechamiento de la energía solar incidente, incluso aquel por debajo del mínimo técnico de operación de la turbina. 5. Posibilitar, si cabe, un mayor rendimiento de la turbina a cargas inferiores del 100% 6. Transcender las potenciales afectaciones por periodos nubosos. 9

10 Modos de Operación: 100% Radiación Solar Chimenea TE-1 TE-1 SF 0 68,2 MW Biomasa 2*22 MW BU 2*17 MW HR 2* 1,6 MW TB 0-68,2MW 100% TLP Variable, kg/s HTF Irr SC SF: Solar Field; BU: Biomass Unit; HO: Hot Oil; HR: Heat Recovery; TB: Thermal Block; TLP: Turbine Load Point 10

11 Operación 0% Radiación Solar (Noche) Chimenea TE-1 SF 0 MW Biomasa 2*22 MW BU 2*17 MW HR 2* 1,6 MW TB 35,5MW 50% TLP Constante al 50%, kg/s HTF Irr SC La energía térmica se genera en las 2 unidades de biomasa. La planta funciona al 50% del TLP El aceite térmico (HTF) circula a flujo constante, con un δt de 100ºC en el bloque térmico 11

12 Transición Noche a Día Chimenea TE-1 GN SF 0 68,2 MW BU Biomasa 2*22 MW 2*17 MW HR 2* 1,6 MW (max.) TB 35,5 MW 50 % TLP Constante al 50%, kg/s HTF Irr SC Para la transición modo noche (50% TLP y BU) a modo día, es necesario: Calentamiento del aceite del SF Modulación con biomas más GN 12

13 Operación Híbrida (radiación + biomasa) Chimenea TE-1 TE-2+50ºC si caudal 100% SF 0 68,2 MW BU Biomasa 2*22 MW 2*17 MW HR 2* 1,6 MW (max.) TB 35,5-68,2 MW % TLP Variable entre % kg/s HTF Irr SC TE-2 La planta funciona produciendo energia eléctrica entre el 50 y el 100% del TLP El Sistema de Control regula la BU para que siga el sol y no sobrecalentar el HTF. Se podrían requerir sumideros de energía. 13

14 Aspectos a destacar 1. La central termosolar opera 11 meses/año (1 mes para mantenimiento) 2. El periodo de trabajo se divide: 8 meses con hibridación, en invierno 3 meses bajo operación en modo solar, en verano 3. Biomasa disponible: un mix de residual forestal y cultivo energético contando con suficiencia para el régimen de operación previsto. 4. Durante el día en invierno la central operará con energía solar, que se complementará con la de la biomasa, orientando la operación de la turbina a máxima carga (y rendimiento) y, durante la noche, la central operará sólo con biomasa con una carga del 50 % de la turbina. 5. El uso de una biomasa adecuada facilita el seguimiento del sol (siendo así que la inercia de la unidad de biomasa no resulta apreciable como para que disponer un sumidero de energía remanente en momentos de elevada irradiación) 6. La hibridación permite transcender las afectaciones por nubes y atenúa algún potencial desequilibrio hidráulico en el campo solar. 14

15 Dimensión planta biomasa Unidad de biomasa forestal sobre aceite térmico, de 19 MW de capacidad (Rumania) 15

16 Potenciales sumideros de energía Se podría requerir algún sumidero de energía para absorber la inercia térmica de la unidad de biomasa o para aquellas horas de funcionamiento en que la unidad de biomasa (BU) debería regular en condiciones de muy baja carga (0-30% de su capacidad) HORAS SIN BIOMASA MES HORAS Enero 0 Febrero 0 Marzo 90 Abril 128 Mayo 137 Junio -- Julio -- Agosto -- Setiembre -- Octubre 10 Noviembre 0 Diciembre -- TOTAL AÑO 365 HORAS 0-30% CARGA MES HORAS Enero 0 Febrero 5 Marzo 49 Abril 18 Mayo 9 Junio -- Julio -- Agosto -- Setiembre -- Octubre 40 Noviembre 0 Diciembre -- TOTAL AÑO 121 OPCIÓN 1 condensados, en ciclo turbina al 75 % carga Aprox kwh/h ( Kg/h de 74,8 a ºC) OPCIÓN 2 TES (Thermal Energy Storage) kwh/h = 0,4 horas sol equivalentes Periodo Julio-Septiembre. La planta funciona únicamente en modo solar (BU parada incluso noches) Diciembre: Parada Mantenimiento 16

17 CSP Borges vs PF en la misma ubicación CSP Borges PV Plant Same Location Comments Energy Production (MWh/year) Installed Power (MW) 22,5 77,94 Running Hours (per year) (equivalent hours) Required Surface (Ha) Efficiency (kwh/mw installed) ,464 Ratio Investment (M ) Manageable YES NO Back Up required NO YES Investmet required 17

18 Resumen Operación con Biomasa h/a Eficiencia unidad biomasa (energía HTF/energía biomasa) 77,0 % Ídem con calentamiento condensados ciclo turbina 80,0 % Biomasa necesaria Ton/a Energía de la biomasa MWth/a Carga de la turbina % Horas que no requieren complemento de biomasa 365 h/a (fuera del periodo estival y de mantenimiento) Horas con requerimiento de biomasa entre 0-30% 121 h/a Operación modo 100% Solar 954 h/a Horas totales operación (solar + hibridación) h/a 18

19 Muchas gracias por vuestra atención Contacto: David Morell Tel: dmorell@abantia.com 19