6. Conocimiento Energía Biomasa - Termosolar
Biomasa:
Conocimiento en ambas tecnologías
Sanguesa, E
S España
ñ
Termosolar:
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Nevada Solar One, USA
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7. Concepto Hibridación
Hoy en día, tanto la energía termoeléctrica a partir de la combustión de
biomasa como la energía termosolar son alternativas desarrolladas y probadas
de generación eléctrica renovable .
El concepto de hibridación supone integrar los dos tipos de centrales térmicas
en una única, con el consiguiente objetivo de reducción de costes e incremento
del rendimiento de la planta
Este concepto que puede ser aplicado tanto a plantas térmicas existentes como
a las de nueva construcción
construcción.
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8. Beneficios
Combinación de dos recursos renovables
Reducción del consumo de biomasa gracias al aporte de energía solar
Mayor disponibilidad, flexibilidad y estabilidad en la energía aportada a la
y p g p
red, al no depender de un recurso variable como el sol.
Reducción de los costes de O&M debido a la integración de dos tipos de
plantas y al funcionamiento en un régimen constante.
g
Minimización del riesgo de inversión
Incremento de la eficiencia de la planta y del factor de carga anual
Uso de recursos locales Page.. n
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9. Metodología
Radiación
Directa Recurso
Normal Biomasa
VARIABLES Potencia
Potencia
eléctrica Térmica
Caldera
Tamaño
Campo
Solar
CONFIGURACIÓN
ÓPTIMA
HIBRIDACIÓN
HTF
S
STEAM
DSG Page.. n
ORC
TECNOLOGÍA
PTC FRESNEL
TORRE
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10. Análisis Hibridación Península Ibérica
Recurso Biomasa:
Tipo b.6.1 Cultivo Agrícola
Tipo b.6.2
b62 Residuos Agrícolas
Tipo b.6.3 Residuos Forestales
Recurso Solar:
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11. Consideraciones Iniciales, Análisis Hibridación
Biomasa b.6.1
PCI 13.900 KJ/Kg
Índice Productividad 30 ton/ha
Índice Residuo 0.9
0 9 Kg residuo / Kg producto
Índice Disponibilidad 0.9 Kg residuo utilizable / Kg residuo existente
% Superficie 15 %
Biomasa b.6.2
PCI 15.500 KJ/Kg
Índice Productividad
Í 4 ton/ha
Índice Residuo 1,2 Kg residuo / Kg producto
Índice Disponibilidad 0,5 Kg residuo utilizable / Kg residuo existente
% Superficie 50 %
Biomasa b.6.3
PCI 11.400 KJ/Kg
Índice Productividad 6,3 ton/ha
Índice Residuo 0,4 Kg residuo / Kg producto
Índice Disponibilidad 0,6 Kg residuo utilizable / Kg residuo existente
% Superficie 30 %
Consideraciones económicas: Page.. n
Tiempo Construcción Planta 2 años
Tiempo explotación Planta 25 años
Fondos propios 25 %
Tasa descuento 7%
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12. Análisis Hibridación, Producción Eléctrica
Rendimiento Neto Planta (%) = Producción eléctrica exportada / (m * PCI)
Tipo b.6.1
Tipo b.6.2
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Tipo b.6.3
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13. % Hibridación Biomasa
Hibridación:
•Eri: energía eléctrica retribuida según la tarifa o prima para el combustible i
•E: total energía eléctrica vertida a la red
•Ers: energía eléctrica retribuida según la tarifa o prima para el subgrupo b.1.2
g g p p g p
•Ci: energía primaria total procedente del combustible i (calculada por masa y PCI)
•nb: rendimiento, en tanto por uno, de la instalación para biomasa/biogás/residuo, igual a 0,21
Por lo tanto, para obtener la cuantía de energía procedente del recurso de biomasa, se emplea la siguiente
expresión:
nb: Rendimiento de la instalación, igual a 0,21
mb: Consumo Biomasa
mg: Consumo Gas Natural Page.. n
PCIb: Poder Calorífico Inferior Biomasa, este valor depende del tipo de biomasa y humedad
g
PCIg: Poder Calorfíco Inferior Gas Natural 39.900 KJ/kgg
El producto, mg x PCIg, no puede ser mayor al 10%, de la suma (mb x PCIb + mg x PCIg)
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14. Análisis Hibridación, % Hibridación Biomasa
Tipo b.6.1
Tipo b.6.2
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Tipo b.6.3
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15. Análisis Hibridación, Coste Planta
Coste Bloque de Potencia
Coste Turbina
Coste Caldera Biomasa
Coste Caldera Solar
Línea Eléctrica y Subestación
Toma de Agua
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16. Análisis Hibridación, Coste Biomasa I
Coste Biomasa en Planta
Tipo b.6.1, Cultivo Agrícola
Tipo b.6.2, Residuo Agrícola
Tipo b.6.3, Residuo Forestal
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17. Análisis Hibridación, Coste Biomasa II
Coste Biomasa en Campo Tipo b.6.1, Cultivo agrícola
Influencia
Índices
Producción
Residuo
Disponibilidad
Superficie
Tipo b.6.2, Residuo Agrícola Tipo b.6.3, Residuo Forestal
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18. Hibridación Biomasa – Termosolar, Península Ibérica
Energía origen Biomasa ≈90%
Energía origen Biomasa
90%-70%
Energía origen Biomasa
90%-50%
90% 50%
Localización actual
Plantas Termosolares
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19. Casos Prácticos I
Planta Biomasa C
Pl t Bi Convencional
i l
Tipo Biomasa Pino
Potencia Turbina 20 MWe
Producción eléctrica anual 148.203 MWhe
Consumo Biomasa 174.368 ton
Ratio Coste 3,45 €/w
Coste Biomasa en planta 51,4 €/ton
Coste Biomasa en campo
C t Bi 40,3 €/ton
40 3 €/t
Planta Biomasa Hibridada
DNI anual 1.600 kWh/m2
Potencia turbina 20 MWe
Producción eléctrica anual 147.437 MWhe
% Hib id ió solar
Hibridación l 12 %
Consumo Biomasa 159.962 ton
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Ratio Coste 3,9 €/w
Coste Biomasa en planta 52 €/ton
Coste Biomasa en campo 41,3 €/ton
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20. Casos Prácticos II
Planta Biomasa Convencional
Tipo Biomasa Pino
Potencia Turbina 18 MWe
Producción eléctrica anual 132.626
132 626 MWhe
Consumo Biomasa 150.842 ton
Ratio Coste 3,45 €/w
Coste Biomasa en planta 49 €/ton
Coste Biomasa en campo
C t Bi 38,6 €/ton
38 6 €/t
Planta Biomasa Hibridada
DNI anuall 1.800 kWh/m2
1 800 kWh/ 2
Potencia turbina 30 MWe
Producción eléctrica anual 132.229 MWhe
% Hibridación solar 40 %
Consumo Biomasa 117.256 ton
Ratio Coste 3,7 €/w Page.. n
Coste Biomasa en planta 51 €/ton
Coste Biomasa en campo 40,6
40 6 €/ton
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21. Conclusiones
Beneficios Hibridación
Menor dependencia recurso biomasa
Posibilidad comprar biomasa más cara:
En planta
En campo
Aumento disponibilidad anual
Aprovechamiento recurso variable (sol), para producir energía constante y estable
Desventajas Hibridación
Aumento Ratio coste planta generación eléctrica.
PCI biomasa mayor, disminuye cantidad biomasa necesaria.
Nuevo concepto
C
Consideraciones i
id i importantes d di ñ
t t de diseño
Determinación equipos y diseño lógica de control:
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Gestión producción eléctrica
p
Gestión Operación y Mantenimiento
Concepción de la planta:
Determinación grado hibridación
Determinación modos de funcionamiento
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22. Gracias por su atención
Egoitz San Miguel
egoitz.sanmiguel@ingeteam.com
