La tecnología termoeléctrica (CSP) está consolidándose en numerosos lugares del globo como la alternativa viable de producción de electricidad solar. Existe igualmente una reciente candidata a ocupar lugares señalados en la generación eléctrica renovable : la fotovoltaica de concentración (CPV). Esta presentación pasa en revista estas dos tecnologías, así como diversos aspectos ligados a la promoción y desarrollo de proyectos en este ámbito.
Energía Solar Termoeléctrica y Energía Fotovoltaica de Concentración
1. Junio 08 Producción de electricidad solar : Tecnologías CSP y CPV Fernando Nuño European Copper Institute [email_address] Con la colaboración de Víctor Criado
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3. Recursos solares disponibles: muchos más de los que necesitamos La Tierra recibe de la radiación solar en 10 días tanta energía como la de las reservas de combustibles fósiles conocidas
4. Evolución de la energía solar – Cada vez más importante en los próximos años
5. ¿Dónde tiene sentido la tecnología de concentración? Irradiación directa normal anual Fuente : NASA
8. ¿Por qué la energía solar encaja bien en climas cálidos? Perfil medio de demanda vs Perfil medio de irradiación en España Fuente : Red Eléctrica de España
13. Perspectiva general de la tecnología CSP Concentradores cilíndrico- parabólicos Discos parabólicos con motor de Stirling Torre central Concentradores tipo Fresnel
14. Análisis de la tecnología CSP Cilíndrico-parabólicos Estructura Espejo parabólico Tubo receptor
15. Análisis de la tecnología CSP Cilíndrico-parabólicos Campo solar Bloque de generación de energía
16. Análisis de la tecnología CSP HFT, Heat Transfer Fluid Tecnología en disponible comercialmente Cilíndrico-parabólicos Sales fundidas Foco caliente Campo solar Sales fundidas Foco frío Generador de vapor Turbina de vapor Vapor sobrecalentado (100 bar, 380ºC) Vapor recalentado (17 bar, 371ºC) Condensador Pre-calentador Re-calentador Tanque de expansión del aceite Desgasificador Aceite a 395ºC Aceite a 295ºC
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19. CSP: Desarrollo del proyecto – Emplazamiento Configuraciones típicas Campo solar Bloque Generación Energía
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21. CSP: Desarrollo del proyecto – Ingeniería, Aprovisionamiento y construcción Ingeniería básica preliminar Compra de equipos básicos Contratos de construcción Ingeniería de detalle Suministro de equipos - Construcción Puesta en servicio y periodo de prueba Periodo de ejecución: 24 meses Maduración + Periodo de ejecución : 36 - 44 meses
22. CSP: Desarrollo del proyecto – Acceso a la red Garantía: 20 €/kW Solicitud de reconocimiento de gestionabilidad RE – PO 08/2007 (ver siguiente diapositiva) Solicitud de Acceso a la Red El Gestor de la Red impone las condiciones de acceso a la red Sistema español El Promotor del Proyecto presenta su proyecto El Promotor del Proyecto pide un punto de conexión El Gestor de la Red proporciona un punto de conexión
26. CSP – Desarrollo del proyecto – Estructura contractual y financiación del proyecto CONTRATOS Contrato Engineering Procurement and Construction (EPC) Contrato LLave en Mano Paquetes separados a negociar por el Promotor del Proyecto Operación y mantenimiento Conexión a la red Obtención de combustible
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28. CSP – Desarrollo del proyecto – Estructura contractual y financiación del proyecto Estructura Contractual Promotor del proyecto Entidad Financiera Consultor legal Consultor técnico Consultor de seguros Consultor ambiental Contratista Llave en Mano Campo solar Almacenamiento Térmico Bloque de potencia Obra civil Sistemas Eléctricos PROYECTO Combustible Operación y mantenimiento Seguros Venta de electricidad
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41. CPV - Ventajas No necesitan agua Desarrollo de proyecto más breve Menos sensible a climas cálidos Modulares / Ampliables
46. CPV – Componentes: Concentrador - Tecnologías Torre central CPV Desarrollado por Solar Systems en Australia
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49. CPV – Reducción de área Para la misma superficie, la potencia instalada es casi 50% mayor Dicho de otro modo, para instalar una potencia equivalente, es necesario 30% menos de material
50. CPV – Expectativas de reducción de coste El coste de inversión se dividirá por 3 en los próximos diez años Fuente : Concentrix
56. Comparativa CSP - CPV 2 2 2 – 2,5 (más si tiene almacenamiento) 2,5 – 3 (más si tiene almacenamiento) Uso del espacio (Ha / MW) No necesita agua No necesita agua Similar a CSP con cilíndrico-parabólicos 6 m3/MWh Consumo de agua No Posible (cualquier combustible) Posible (cualquier combustible) Posible (cualquier combustible) Diseño híbrido No ? Térmico : posible Térmico : posible Almacenamiento integrado Sí, disponible en cantidades considerables en los próximos años Sólo prototipos Pronto Sí Disponible comercialmente Actualmente : 25 % Pronto : > 30 % 31% 23% 21% Eficiencia del sistema (eléctrica / solar) Efecto FV, no térmico 700ºC 600ºC 395ºC Temperatura de funcionamiento 10 kW – 20 kW por seguidor. Ampliable 5 – 40 kW por disco. Ampliable 20 – 100 MW 20 – 300 MW Rango de potencia CPV Discos parabólicos Stirling Torre central Concentradores cilíndrico-parabólicos
57. Comparativa CSP - CPV *MENA : Middle East, North Africa 120 – 150 €/MWh en el sur de Europa. Más bajo en lugares más soleados En la línea de los cilíndrico-parabólicos En la línea de los cilíndrico-parabólicos 200 €/MWh en el sur de Europa. Más bajo en lugares más soleados LCOE esperado para 2020 300 €/MW en el sur de Europa. Más bajo en lugares más soleados ? ? 260 €/MWh en el sur de Europa – 180 €/MWh en MENA* Coste Actual de la Energía - LCOE (Levelized Cost of Energy) 6 – 7 €/W 14 €/W 4 – 6,5 €/W 4 – 6 €/W (según tamaño de almacenamiento) Coste de inversión actual CPV Platos parabólicos Stirling Torre central Concentradores cilíndrico-parabólicos
P arabolic troughs : this is the most mature technology, well inside the market. Its operation started in 80’s, so several decennies experience have been cumulated, giving confidence to this technology. Currently there are many power stations using this technology in Spain and US. The power of these plants ranges from 50 to 300 MW. Parabolic dishes using stirling engine : In Europe there are only pilote plants. The average power of a unit is about 10 kW. This is a modular and scalable technology, with added advantages as the operation doesn’t need cooling water. Central tower : the first commercial power plant of this type was commissionned in June 2007 in Spain. Its power reaches 10 MW. There are about 20 MW more in construction and also about 20 MW in development phase in Spain. Fresnel : there are no plants using this technology in Europe. The operating principle is the same as parabolic troughs. This technology will probably find its application in middle temperature uses, such as industrial steam or heating and cooling.
The objectives of the Directive are :
The PPA (Power Purchase Agreements) establishes the rate and duration of power purchases from an REPG project with an offtaker such as an electric utility . The associated revenue may account for up to 70 percent of project cash flows, and the level of commercial financing a project will receive is largely based on this contract. Given their complexity and importance, significant transaction costs are associated with negotiation of PPAs, driving up the price for REPG projects further. Some participants in the study pointed to the success of standardized contracts in several markets to address this issue, but many were opposed because most PPAs were already standardized to the extent they can be and flexibility is needed to suit each project. major policies for promoting development of renewable power generation projects within the U.S., including the federal Production/Investment Tax Credit (PTC & ITC), renewable portfolio standards (RPSs ), renewable energy certificates (RECs), state public benefit funds (PBFs), and policies relating to transmission