Tomás Cambreleng Lundager Departamento de Energías Renovables División de Investigación y Desarrollo Tecnológico Instituto Tecnológico de Canarias

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Virginia Contreras Villalba
hace 5 años
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Jornada Técnica: Maximización de las Energías

Octubre de 2010 Proyecto TRES Almacenamiento energético

Lundager Departamento de Energías Renovables División

1 Jornada Técnica: Maximización de las Energías Renovables en Sistemas Eléctricos Insulares 22 de Octubre de 2010 Proyecto TRES Almacenamiento energético del excedente eólico en Gran Canaria Tomás Cambreleng Lundager Departamento de Energías Renovables División de Investigación y Desarrollo Tecnológico Instituto Tecnológico de Canarias

2 Almacenamiento energético del excedente eólico en Gran Canaria Estudiar alternativas de almacenamiento energético relacionadas con el hidrobombeo, y las posibilidades que brindan las tecnologías del hidrógeno. OBJETIVO 3 Socios participantes Fecha inicio Fecha final Act. 11 Estudio de potencial de almacenamiento energético con hidrobombeo ITC, MANSUR 1-oct mar-11 Act. 12 Elaboración de modelos matemáticos para hidrobombeo ITC, MANSUR 1-oct jun-12 Act. 13 Estudio del "blending" de metano (gas natural y biogás) con hidrógeno ITC, ULL 1-oct jun-12

3 Almacenamiento energético del excedente eólico en Gran Canaria Gran Canaria a 31/12/2006 Parques Eólicos Potencia (MW) 29 Instalados (entre consumos asociados y 76,3 vertido total a red) 10 En repotenciación 26,3 7 De consumos asociados en trámite 5,9 TOTAL 108,5 Asignación de Potencia a 31/07/2009 Parques Eólicos Potencia (MW) 15 Vertido total a red En consumos asociados 11,3 TOTAL 203,3

4 Almacenamiento energético del excedente eólico en Gran Canaria Estudio de la Mancomunidad del Sureste: Propuesta de Parques Eólicos Potencia Instalable en Gran Canaria: 278 MW Producción Anual Estimada Total de los mismos: 829 GWh

5 CONCLUSIONES: EVALUACIÓN DEL POTENCIAL EÓLICO MÁXIMO INSTALABLE EN LA ISLA DE GRAN CANARIA El potencial eólico máximo posible en la isla de Gran Canaria asciende a unos 590 MW con una producción de energía anual de GWh aprox. El PECAN establece para Gran Canaria 411 MW para Para esa fecha es posible que estén instalados 312 MW. La potencia convencional instalada actualmente en la isla está entre 1,1 a 1,2 GW. El consumo actual de energía eléctrica de Gran Canaria es de aproximadamente GWh. Según los cálculos iniciales aproximados la eólica podría abastecer entre un 40 aun45% de la demanda.

6 Almacenamiento energético del excedente eólico en Gran Canaria Media horaria Julio Estudiar diferentes escenarios de penetración eólica. Excedentes de energía que no puede ser inyectada a red. Perfil de consumo eléctrico horario actual y futuro estimado. Comparativa con la producción eólica estimada. Estimación de los excedentes energéticos. 700,00 600,00 500,00 400,00 MWh 300,00 200,00 100,00 0, DEMANDA PRODUCCIÓN EÓLICA 30% DEMANDA

7 ESTUDIO DE POTENCIAL DE ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO CON HIDRO-BOMBEO Bombeo con excedente eólico Turbinado en puntas de demanda

8 ESTUDIO DE POTENCIAL DE ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO CON HIDRO-BOMBEO Ventajas de las centrales Hidráulicas en las islas: 1. Alta capacidad de almacenamiento de energía y algunos casos aprovechando estructuras hidráulicas ya construidas. 2. Grupos generadores robustos y fiables que necesitas pocos sistemas auxiliares para su operación y con una alta capacidad de respuesta. 3. Se puede obtener una mayor penetración de las energías renovables, al permitir verter al sistema sus máximos recursos siendo empleados estos en el bombeo en caso de excedentes. 4. Optimización de los costes de explotación del sistema, sin riesgo alguno ante transitorios, al suplir a las Turbinas de Gas convencionales en la generación de las horas punta. 5. Mejora la Calidad de Servicio al optimizar los planes de deslastre mientras funciona en forma bombeo al permitir su inmediata desconexión.

9 ESTUDIO DE POTENCIAL DE ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO CON HIDRO-BOMBEO 1. Análisis de estudios previos de sistemas en Gran Canaria. 2. Recopilación de datos fiables para la caracterización de embalses existentes. 3. Propuesta de ubicación de potenciales centrales de hidro-bombeo (además de los ya estudiados Chira - Las Niñas - Soria). 4. Estudio de alturas y distancias de turbinado y bombeo, trasvases entre embalses y trazado de tuberías forzadas.

6. Cálculo de la energía total almacenable en los embalses de Gran Canaria. 7.

10 ESTUDIO DE POTENCIAL DE ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO CON HIDRO-BOMBEO 5. Propuesta de nuevos embalses e infraestructura hidráulica específicamente concebida para el almacenamiento energético. 6. Cálculo de la energía total almacenable en los embalses de Gran Canaria. 7. Evaluación de la necesidad de sistemas de desalación para producción de agua de aportación a los embalses y depósitos inferiores que permitan aumentar la capacidad de regulación y almacenamiento energético.

11 ESTUDIO DE POTENCIAL DE ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO CON HIDRO-BOMBEO Estudio de la infraestructura hidráulica en Gran Canaria Selección de presas Energía almacenable Red de trasvase existente

ESTUDIO DE POTENCIAL DE ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO CON HIDRO-BOMBEO Presa Capacidad (m 3 ) m.s.n.m. Cauce/Coronación Soria 32.300.000 490 / 610 Chira 4.030.000 875 / 907 Cueva Niñas 5.180.

12 ESTUDIO DE POTENCIAL DE ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO CON HIDRO-BOMBEO Presa Capacidad (m 3 ) m.s.n.m. Cauce/Coronación Soria / 610 Chira / 907 Cueva Niñas / 890 Parralillo / 347 El Siberio / 277 Caidero Niña / 206 Lugarejos / 860 Ayagaures / 311 Los Pérez / 820 Gambuesa / 350 Chamoriscán / 260 Las Hoyas / 930 Tirajana / 400 El Mulato / 745 Presas seleccionadas

368 280 Parralillo El Siberio 83 70 El Siberio Caidero

13 ESTUDIO DE POTENCIAL DE ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO CON HIDRO-BOMBEO Embalse Superior Embalse Inferior Dif. Altura Cauce Dif. Altura Coronación Chira Soria Cueva Niñas Soria Parralillo El Siberio El Siberio Caidero Niña Gambuesa Ayagaures Las Hoyas Lugarejos Lugarejos Los Pérez Cueva Niñas El Mulato

14 ESTUDIO DE POTENCIAL DE ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO CON HIDRO-BOMBEO P Agua = ρ g h V a Embalse Superior Embalse Inferior Diferencia de Altura Volumen (m 3 ) Potencial de Almacenamiento (MWh) Chira (*) Soria ,97 Cueva Niñas (*) Soria ,33 Parralillo (*) El Siberio 82, ,34 El Siberio Cadeiro Niñas(*) 47, ,54 Gambuesa (*) Ayagaures ,26 Las Hoyas Lugarejos (*) ,29 Lugarejos (*) Los Pérez ,26 Cueva Niñas El Mulato(*) ,87 (*) Presa de menor capacidad. Volumen utilizado: presa de menor capacidad. Altura utilizada: diferencia de altura entre cauces. Porcentaje utilizable de volumen a=1.

15 ESTUDIO DE POTENCIAL DE ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO CON HIDRO-BOMBEO Red de trasvase existente Presas: Salidas de cada presa. Rutas de cada salida. Estaciones de bombeo asociadas. Depósitos asociados. E.D.A.R. (Estaciones Depuradoras) TRASVASUR - A.C.A.S.A.(trasvase de agua desde los embalses del sur de Gran Canaria hasta el noreste de la isla)

16 ESTUDIO DE POTENCIAL DE ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO CON HIDRO-BOMBEO

17 ELABORACIÓN DE MODELOS MATEMÁTICOS PARA HIDRO-BOMBEO TAREAS 1. Estudio de sistemas hidrobombeo y estrategias de control relativas a la gestión de energía del sistema insular. 2. Planteamiento de criterios de explotación para la gestión de energía del sistema insular. 3. Diseño de un método y una herramienta de simulación que permita obtener resultados de sistemas de hidro-bombeo asociado a la generación renovable. 4. Propuesta de topología del sistema. 5. Estimación preliminar de la viabilidad económica del proyecto. Análisis económico de las diferentes soluciones.

18 ESTUDIO DE POTENCIAL DE ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO CON HIDRO-BOMBEO RESULTADOS PREVISTOS Disponer de una o varias propuestas de proyectos de hidro-bombeo: Entre los embalses existentes en la isla de Gran Canaria. Nueva infraestructura hidráulica concebida con fines energéticos.

ESTUDIO DEL BLENDING DE METANO CON HIDRÓGENO OBJETIVOS Estudiar la posibilidad de utilizar excedentes de energía eléctrica producida con energías renovables, para la producción y

19 ESTUDIO DEL BLENDING DE METANO CON HIDRÓGENO OBJETIVOS Estudiar la posibilidad de utilizar excedentes de energía eléctrica producida con energías renovables, para la producción y almacenamiento de hidrógeno. Estudiar la posibilidad de utilizar el hidrógeno para mejorar las características de otros gases como pueden ser el gas natural o el biogás, procedimiento conocido como blending.

20 ESTUDIO DEL BLENDING DE METANO CON HIDRÓGENO 1. Estudiar el estado del arte de las tecnologías para la producción de hidrógeno, principalmente mediante la producción por electrólisis del agua. 2. Establecer las características para el almacenamiento del hidrógeno como excedente energético. 3. Estudiar las necesidades de almacenamiento y establecer los diversos métodos que podrían utilizarse. 4. Recopilación de información y experiencias relacionadas con las características de combustión del gas natural / hidrógeno en turbinas. 5. Especificar posibles problemas para la implantación en relación a la tecnología de turbinas existentes y en función de las características de los sistemas de producción eléctrica.

21 ESTUDIO DEL BLENDING DE METANO CON HIDRÓGENO

22 ESTUDIO DEL BLENDING DE METANO CON HIDRÓGENO

Blending con Gas Natural Hidrógeno (porcentajes de mezcla en turbinas).

23 ESTUDIO DEL BLENDING DE METANO CON HIDRÓGENO 1. Producción de hidrógeno con electrolizadores. 2. Blending con Gas Natural Hidrógeno (porcentajes de mezcla en turbinas). H2 blending Nm Horas

24 ESTUDIO DEL BLENDING DE METANO CON HIDRÓGENO

25 Muchas gracias Para más información contactar con: Tomás Cambreleng Lundager Departamento de Energías Renovables División de Investigación y Desarrollo Tecnológico (Tel) tcambreleng@itccanarias.org Playa de Pozo Izquierdo s/n Santa Lucía, Las Palmas

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