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CalorsolarparaprocesosindustrialesenChile

MercedesIbarra

Directoralíneadecalorparaprocesos

www.fraunhofer.cl

FraunhoferChileResearch-CenterforSolarEnergyTechnology

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FraunhoferChileResearch(FCR)Founda?onCenterforSolarEnergyTechnologies(CSET)

n  Centrodeexcelencia(CORFO)n  Sociosejecu>vos:

n  FraunhoferISE,Alemanian  Pon>ficaUniversidadCatólicadeChile

n  Cooperaciónconins>tutoseinicia>vassolaresenChile

n  AplicacionesorientadasalI+Dyapoyo1.   ElectricidadSolar(PV,CPV,CSP)2.   Calorsolar(Procesosindustriales,Agricultura)3.   Tratamientodeagua(Desalinización/aguasresiduales)4.   IntegraciónHorizontal(Edificios,Red,Mercado)

n  AdaptacióndetecnologíasparaChilen  Afianzaryadaptarnormasdecalidadycer>ficación

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LaEnergíaenChile

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n  Loscombus>blesfósilescons>tuyenel74%delconsumodeenergíaprimariayel64%delamatrizeléctrica.

n  Chilenoproduceningunodeestosrecursos,elpaísesunimportadorenergé>co.

n  Estadependenciageneraunadebilidaddelpaísn  Vola>lidaddepreciosn  Riesgosenelsuministro

n  Granrecursosolar

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¿Cómousareserecursoenaplicacionesindustriales?

Calor solar para procesos industriales

Cogeneración: calor, agua, electricidad y/o

refrigeración

Medidas de eficiencia energética

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n  Industrias:n  Alimentos(lechera,conservas,carne)y

bebidas(viñasycerveceras)–26%demanda

n  Papelymaderera,tex>l,plás>cos,ladrillos

n  Industriaquímica

n  Minería6%demanda

Calorsolarparaprocesosindustriales

n  Procesos:n  Secadoydeshidratación(concentración)n  Precalentamiento

n  Pasterizaciónyesterilizaciónn  Limpieza

n  Reaccionesquímicas

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Calorsolarparaprocesosindustriales-Tecnologías

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n  Obje>vo:Mantenerelelectrolitoa50°C

n  39300m2FPCcon4300m3dealmacenamientoà27510kWinstalados

n  Sinsubsidios-ESCOn  Potenciasolarentregada:1,32MWh/am2;Fracciónsolar:85-100%

CalorsolarparaprocesosindustrialesCodelcoGabrielaMistral-PampaElviraSolar

Source:SHIP Plants http://ship-plants.info/

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n  InversióndeUS$15M

n  Tecnología:colectorescilindrosparabólicos:AbengoaPT-1(13,2m2,1280unidades)

n  Áreadeapertura:16896m2

n  Almacenamientotérmico:3tanquesconaguade100m3cadauno

n  Fluidodetrabajo:aguapresurizadaa13barn  Temperaturaalasalidadelaplanta:85°C

n  Sus>tuye55%deldiéselrequeridoenloscalentadoresdelaplantaSX-EW

n  AhorroaproximadoUS$2m/año

n  Reduce4%deltotaldeemisionesdeCO2delaoperación

CalorsolarparaprocesosindustrialesMineraCen?nela/ElTesoro

Source:1 Energía Llaima https://ellaimasolar.cl/, 2 SHIP Plants http://ship-plants.info/

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Colectorcilindroparabólico,ubicadoenSanFelipe

n  Produccióndecaloraprocesosparalaelaboracióndejugoconcentradodeuva

n  Colectorcilindroparabólicoconunáreadecolecciónde980m2

n  Alcanzatemperaturasdehasta120°C

Nuestrafunción:Analizarindicadoresdedesempeño,op?mizacióndelrendimiento,integracióndesistemademonitoreo,estudiosdeensuciamiento,potencialesoportunidadesadicionalesdeu?lizacióndelcalorproducido

CalorsolarparaprocesosindustrialesEjemplonacional:CCPparaconcentracióndejugodeuva

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Vaporsolarparalaindustriachilena

n  Potencialdelvaporsolarparalaindustriachilena

n  LCOHdelvapor(140°Cy6bares)paraprocesodeconcentraciónenindustriaalimentaria

n  Secadodecafémediantevaporsolarn  EstudiodeviabilidadreducciónGN

n  Vapora13baresparaelsecadodecafé

n  Estudiode3alterna>vas:

n  Integraciónenprecalentamiento

n  Generacióndirectadevapor

n  Generaciónindirectadevapor

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n  Co-generación:generacióndecaloryelectricidad,perotambiénderefrigeracióny/oaguatratada(i.e.desalada)apar>rdelamismafuentedeenergía

n  Pequeñaescalaàgeneracióndistribuida

n  Refrigeraciónsolarn  Potencialdefríoenlaindustriachilena(Appsol):70.583

MWhàAlimentos(lácteos,panadería)

n  Solar(térmico)+absorciónàrefrigeraciónenverano,calefaccióneninvierno

n  Captadoreshíbridosn  Tratamientodeaguas(i.e.des>laciónpormembranas)

Co-generaciónyrefrigeraciónsolar

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Sistemadepoligeneraciónsolar

n  Produccióndefríoycalorporelprocesodefermentacióndevino

n  ChillerenVeranoparaelprocesodefermentación

n  BombadecalorenInviernoparaelprocesodemaceración

n  Sistemahíbrido:Biomasa+Colectoressolares

n  Proyectopilotoenoperación:80m2superficiedecolectores

Source:ViñaMiguelTorres/Pon>ficiaUniversidadCatólicadeSan>ago

Co-generaciónyrefrigeraciónsolarPoligeneraciónsolarenlaindustriadelvino

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n  Eficienciaenergé>ca:pasoprevioainstalacióndenuevafuentedecalorú>l

n  Metodologíasnecesariasparacorrectaintegracióndecalorsolaryalmacenamientotécnico

n  EstudiodeconsumoyviabilidadàAnálisispinch

n  Bajarlademanda=mejorarlaeficienciaenergé>ca

n  Estudiaralterna>vasdeenergíasolarysuintegraciónenlosprocesos

Eficienciaenergé?caeintegracióndesistemas

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Brechasiden?ficadasenChile

Brechas y posibles soluciones Desconocimiento en la operación de instalaciones solares térmicas

Desconfianza ante la integración de nuevas tecnologías solares térmicas

Gran numero de aplicaciones y tecnología à dificulta desarrollo del mercado y la transferencia de know-how de las soluciones identificadas à Excepción: EOR

Restricciones área disponible à integración en edificios

Financiación: las empresas esperar Payback muy bajos (<5 años) y IRR (>40%)

Gran inversión inicial + falta de líneas de financiamiento y apoyo para el sector industrial à Modelos novedosos de financiación (ESCO)

Bajos costos de los combustibles fósiles à Medidas de aumento de precios (impuesto al carbón) o cuotas renovables

Fina

ncie

ras

Técn

icas

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n  Chilepodríacubrirgranpartedesudemandaenergé>catérmicaconenergiasolar,enpar>cularen

n  Industriaalimentaria

n  Industriaminera

n  Usodeenergíatérmicaenprocesosindustriales:

n  Aunqueelmercadoespequeñoexistensuficientesalterna>vasdecaptadorescapacesdeproporcionarlaenergíaadis>ntastemperaturas(100-250°C),incluyendovapor

n  Captadoressinconcentraciónsonadecuadosparatemperaturaspordebajodelos80°C(FPC)o150°C(ETCyCPC)

n  Captadoresconconcentración(PTC,LFR)sonadecuadospararangosdetemperaturamedios100-250°C

n  Sectoresdemuyaltatemperaturaauncarecendedesarrollos

n  Esnecesarioestandarizacióndecomponentes

n  Laenergíasolartambiénpuedeproporcionarfrío/aguatratada/electricidad

n  Lossistemasenergé>cosylosprocesoshandeop>mizarseconjuntamente

n  Elaspectofinancieroesclaveparaeldesarrollodetecnologías

n  Alterna>vasamodelosclásicos

n  Existenciadesubsidios

Resumen

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For a Solar Future of Chile Contacto: MercedesIbarraDirectoralíneadecalorparaprocesos Center for Solar Energy Technology Fraunhofer Chile Research

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Q&A

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n  Coalinga,California,atChevron•  Largestplantforthermaluseintheworld(2011–2014)

•  194000m²reflectorarea(3822

•  Heliostats)•  29MWthsteamproduc>on

PotencialdelvaporsolarparalaindustriachilenaEnhancedOilRecovery

Source: SHIP Plants http://ship-plants.info/

n  Mirrah,OMAN

•  1021MWth

•  3km2

•  GlasspointenclosedPTC

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n  ContratosporDesempeñoEnergé>co(CDE)

n  OfrecidoporempresasdeServiciosEnergé>cos(ESCOsporsusiglaseninglés)

ModelodefinanciaciónESCO

FastOut Chauffage

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Diseñosistema

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Compara?vadecostesPV

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n  EstudiodeviabilidadreducciónGNn  Vapora13baresparaelsecadode

café

n  Estudiode3alterna>vas:n  Integraciónenprecalentamiento

n  Generacióndirectadevaporn  Generaciónindirectadevapor

Secadodecafémediantevaporsolar

Source: SHIP Plants http://ship-plants.info/