Este documento describe el potencial de la energía solar concentrada y la minería en el desierto de Atacama en Chile. Señala que el desierto recibe una alta radiación solar que podría satisfacer el 34% de la demanda eléctrica de Chile. Varias tecnologías de energía solar concentrada como torres centrales, paraboloides y sistemas Fresnel se discuten. La generación solar a gran escala podría alcanzar la paridad de costos con el carbón en esta década. Además, la energía solar podría usarse para desalinizar ag

1. Energía solar concentrada y minería en el desierto de Atacama Francisco FörsterBurón Desertec

2. Mapa global de radiación normal directa 34% de la demanda de electricidad de Chile aquí Fuente: SWERA (Solar andenergyresourceassessment) http://na.unep.net/swera_ims/map

3. Radiación normal directa y viento Energía eólica instalada funciona al 25% de su capacidad

4. ¿Variación anual? Pedro de Valdivia Calama Antofagasta Salar de Atacama Diego de Almagro Santiago

5. Variación mensual * Ene Feb Mar Abr May JunJul Ago Sep OctNovDic * basado en datos satelitales

6. Almacenamiento de energía? Sal derretida (salitre!) ~7 horas a 50 MW, ó 375 MWh. 9% de la inversión inicial (IEA) Permite turbinas menores (menor costo) Factor de planta >70%.

7. Eficiencia, altura y temperatura Fuente: la energía solar térmica de alta temperatura como alternativa a las centrales térmicas convencionales y nucleares, Xavier García Casals

8. Sistemas cilindro-parabólicos

9. Torre central

10. Configuración tipo Fresnel lineal

11. Motores Stirling con paraboloide

12. Fuente: ¿Se necesitan represas en la Patagonia? Stephen Hall y Asociados, Roberto Román, Felipe Cuevas y Pablo Sánchez

13. Generación de electricidad vs radiación normal Producción de electricidad = 0.2 x (DNI – 2 kWh/m2/day) Costo es proporcional a 1 / (DNI – 2 kWh/m2/day)

14. Área Producción de electricidad (en invierno!) Demanda 2006 (SIC+SING) x2 * 1.2 kWh / m2 / día = 54,000 GWh / año x2 = 110,885,325 m2 = 11,089 ha (~0.6% área cultivada en Chile) x = 10,530 m ~ 10.5 km(con doble de demanda, x ~ 14.9 km) Minería en Chile hoy: 34% de 54,000 GWh / año. x2 ~ 3,770 ha , x ~ 6.1 km ó 100 campos de 614 mx 614 m

15. www.desertec.org www.desertec-southamerica.org

16. Costos Proyecto Nevada Solar One Carrizo Ivanpah Solana Estresol-1 Solnova-1 Andasol-2 PS10 Tecnología Parábolas Fresnel linear Torre Parábola Parábola Parábolas Parábolas Torre Capacidad [MW] 64 177 400 280 50 50 50 11 Precio / kWh 0.178 USD 0.12 USD 0.11 USD 0.14 USD 0.26 EUR 0.26 EUR 0.26 EUR 0.26 EUR Precio / MW 4.15 mUSD 3.1 mUSD 3.3 mUSD 3.6 mUSD 8.2 mEUR 5.5 mEUR 6 mEUR 3.9 mEUR construido Temperatura [C] 370 285 650 390 400 390 400 257

17. Costos incluyendo subsidios Fuente: ¿Se necesitan represas en la Patagonia? Stephen Hall y Asociados, Roberto Román, Felipe Cuevas y Pablo Sánchez

18. Costos sin subsidios, variando DNI (IEA 2010) DNI promedio de 9.12 kWh/m2/día x 365.25días = 3,331 kWh/m2/año Supuesto: costo proporcional a 1 / (DNI – 2 kWh/m2/day)

19. Costos sin subsidios, variando DNI (IEA 2010) 10 yr DNI 3300 equivale a 10 años de evolución tecnológica con DNI 2000. Paridad carbón-CSP ocurrirá por primera vez esta década, en el desierto de Atacama!

20. Inversión inicial (basado en DNI 2000-2600)

21. Agua Mineras de la II región usan ~5 m3 / seg = 432,000,000 lt / día Torre central con enfriamiento seco usa 313 lt / MW / día Para generar 20 GW, se necesitarían 626,000 lt /día, ó ~0.14% de lo usado por la minería de la II región. Más información: AQUA-CSP GermanAerospaceCenter (DLR)

22. 1ª planta desalinizadora solar en el mundo (Las Salinas, Chile, 1874) Charles Wilson Funcionó desde 1874 hasta 1914. Con 4,757 m2 producía 22,500 lt / día Suficiente para 70 MW con CSP

23. Aplicaciones a la minería Generación de energía Desalinización de agua Otros procesos? Extracción: 5% Chancado + Molienda: 55 % Fundición: 30% Electrorrefinación: 10% Horno solar? Chancado a vapor?

24. Transmisión Alto voltaje DC (HVDC) más barato y eficiente en distancias largas 15% pérdidas cada 3,500 km, incluyendo conversión a DC/AC Torres de menor tamaño, cableado submarino posible.

26. CSP disponible hoy para generar energía limpia y agua potable

27. Coincidencia entre minería y potencial solar

28. Energíageotérmica + CSP con almacenamiento: factor de planta > 70%.

29. Datos empíricos de radiación y costos en Chile necesarios.

31. 1927