Energía Solar: Sistemas Termosolares a Concentración para
              Generación de Calor de Proceso

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Qué son las Tecnologías Termosolares a Concentración ?


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Porqué Utilizarlas?

 La energía solar térmica a concentración es una forma
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Sistemas Termosolares a Concentración




                     Canales Parabólicos
                         150-400 C

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Tecnología de Receptor Central




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• Receptor

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Tecnología de Canal Parabólica




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Eléctrica

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Tecnología de Plato Parabólico




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Tecnología de Canal Parabólica IIE




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Tecnología de Canal Parabólica IIE
Tecnología de Canal Parabólica para Generación de Calor
                      de Proceso
Caso de Estudio
                                 (168 m2 – 6 módulos de 28 m2 c/u)

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Caso de estudio
                                 (504 m2 – 18 módulos de 28 m2 c/u)


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Costo de producción de agua caliente similar al caso
                       de estudio

Generador de Agua Caliente Comerci...
Costo de producción de vapor similar al caso de estudio

Generador de vapor Comercial
Costo del gas LP                    ...
Costos-Financiamientos

             Evolución del Costo de Gas LP                       Alternativas:
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Gracias......

Instituto de Investigaciones Eléctricas
Costos de la tecnología


    Cantidad           Materiales Mod 28 m2          Costo
1              Estructura y component...
Elementos básicos del canal parabólico
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  1. 1. Energía Solar: Sistemas Termosolares a Concentración para Generación de Calor de Proceso Carlos Ramos, Rafael Ramírez, José Beltrán cramos@iie.org.mx Gerencia de Energías No Convencionales Instituto de Investigaciones Eléctricas, México Tlaxcala, julio, 2010
  2. 2. Qué son las Tecnologías Termosolares a Concentración ?  Los sistemas de energía solar térmica a concentración producen calor o electricidad mediante el uso de espejos que concentran los rayos del sol a temperaturas que oscilan entre los 400 y 1000 ºC  Las centrales solares pueden integrarse con almacenamiento o en operación híbrida con otros combustibles En la actualidad estas centrales pueden tener potencias desde 30 MW hasta por encima de los 100 MW
  3. 3. Porqué Utilizarlas?  La energía solar térmica a concentración es una forma viable de generar electricidad y calor de proceso  Esta tecnología no contribuye al cambio climático y su fuente es inagotable  Técnicamente madura para crecer en su aplicación en forma exponencial (franja solar) Sustitución y desplazamiento de combustibles fósiles  Otras aplicaciones importantes (desalación de agua, producción de frío, química solar)
  4. 4. Sistemas Termosolares a Concentración Canales Parabólicos 150-400 C Receptor Central Platos Parabólicos 500-1000 C 500-1500 C Fuente: Solarpaces annual report
  5. 5. Tecnología de Receptor Central • Colector • Receptor • Almacenamiento • Unidad de Generación Eléctrica • Unidad de Control Automático
  6. 6. Tecnología de Canal Parabólica • Colector - Receptor • Almacenamiento • Unidad de Generación Eléctrica • Unidad de Control Automático
  7. 7. Tecnología de Plato Parabólico • Colector (concentrador) • Receptor • Estructura y mecanismos de direccionamiento • Unidad de Generación Eléctrica • Unidad de Control Automático
  8. 8. Tecnología de Canal Parabólica IIE Torreón, Coah. Cuernavaca, Mor, IIE Cuernavaca, Mor, NISSAN
  9. 9. Tecnología de Canal Parabólica IIE
  10. 10. Tecnología de Canal Parabólica para Generación de Calor de Proceso
  11. 11. Caso de Estudio (168 m2 – 6 módulos de 28 m2 c/u) Agua Agua Aceite Vapor Mes W/m2 Kj/h-m2 (8h) Qgen kJ/h Qgen kWt DT (2464 kg/h) kg/hr (DT=42 C) kg/hr (DT=42 C) kg/hr (VS 120C) Ene 675 2430 121778 34 12 694 1259 50 Feb 787.5 2835 161126 45 16 918 1666 66 Mar 887.5 3195 227694 63 23 1297 2354 93 Abr 987.5 3555 295395 82 29 1683 3054 121 May 1050 3780 383183 106 38 2183 3962 157 Jun 1037.5 3735 392740 109 39 2237 4060 161 Jul 862.5 3105 321226 89 32 1830 3321 131 Ago 812.5 2925 285553 79 28 1627 2952 117 Sep 800 2880 238775 66 24 1360 2469 98 Oct 800 2880 190004 53 19 1082 1964 78 Nov 712.5 2565 136214 38 14 776 1408 56 Dic 650 2340 113612 32 11 647 1175 46
  12. 12. Caso de estudio (504 m2 – 18 módulos de 28 m2 c/u) Agua Agua Aceite Vapor Mes W/m2 Kj/h-m2 (8h) Qgen kJ/h Qgen kWt DT (2464 kg/h) kg/hr (DT=42 C) kg/hr (DT=42 C) kg/hr (VS 120C) Ene 675 2430 365334 101 36 2081 3777 150 Feb 787.5 2835 483377 134 48 2753 4997 198 Mar 887.5 3195 683081 190 68 3891 7062 280 Abr 987.5 3555 886185 246 88 5048 9162 363 May 1050 3780 1149549 319 115 6548 11885 470 Jun 1037.5 3735 1178219 327 117 6711 12181 482 Jul 862.5 3105 963678 268 96 5489 9963 394 Ago 812.5 2925 856658 238 85 4880 8857 351 Sep 800 2880 716325 199 71 4080 7406 293 Oct 800 2880 570012 158 57 3247 5893 233 Nov 712.5 2565 408641 114 41 2328 4225 167 Dic 650 2340 340835 95 34 1941 3524 139
  13. 13. Costo de producción de agua caliente similar al caso de estudio Generador de Agua Caliente Comercial Diferencia de temperatura en el agua 45 C Flujo 5600 lt/hora Alimentación a gas 32.3 l/hora Costo de gas 4.92 $/litro Costo diario de gas $ 1,271.33 pesos Costo anual de gas $ 464,034.72 pesos Uso de bomba de 3/4 hp y ventilador $ - pesos Costo total $ 464,034.72 pesos
  14. 14. Costo de producción de vapor similar al caso de estudio Generador de vapor Comercial Costo del gas LP 4.92 $/litro Costo de MMBTU de Gas LP 221.72 $/MMBTU Generacion de vapor 863.00 lb/hora Consumo de gas 1.05 ft3/hora Consumo de gas 29.62 lt/hora Consumo de gas por dia 236.95 lt/dia Costo de gas al dia 1,165.82 pesos Consumo de gas al año $ 425,523.76 pesos Salida de vapor 391.45 kg/hora Total de vapor al dia (8 horas) 3,131.60 kg
  15. 15. Costos-Financiamientos Evolución del Costo de Gas LP Alternativas: 15 10 • Eficiencia Energética $/kg 5 +? 0 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 • Renovables (Solar) Año (250 USD/m2) Apoyos: • Fondo de Sustentabilidad Energética CONACYT-SENER • Programas de Estímulos para la Innovación (INNOVAPYME, PROINNOVA, INNOVATEC) • Fondo de Innovación Tecnológica (CONACYT-SE)
  16. 16. Gracias...... Instituto de Investigaciones Eléctricas
  17. 17. Costos de la tecnología Cantidad Materiales Mod 28 m2 Costo 1 Estructura y componentes $ 70,000.00 1 Sistema de monitoreo $ 85,000.00 1 Transporte de energía $ 93,000.00 1 Cimentación $ 7,500.00 1 Tanque de almacenamiento $ 20,000.00 1 Aceite térmico $ Total $ 276,000.00 Cantidad Materiales Mod 28 m2 Costo 1 Estructura y componentes $ 70,000.00 1 Sistema de monitoreo $ 85,000.00 1 Transporte de energía $ 15,500.00 1 Cimentación $ 7,500.00 1 Tanque de almacenamiento $ 20,000.00 Total $ 198,000.00
  18. 18. Elementos básicos del canal parabólico
  19. 19. Lista completa de elementos del canal parabólico
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