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Energa Solar: Visin general del recurso

en el Norte Grande de Chile y aspectos

tcnicos para el diseo y operacin de

grandes plantas

Eduardo Soto Seplveda

julio 2011

Contenidos

1. El recurso solar: estado del arte de la prospeccin del recurso solar en

Chile y el mundo

2. El recurso solar en el Norte Grande. Importancia de la medicin en la

operacin y control.

3. Plantas fotovoltaicas. Aspectos generales de un sistema fotovoltaico y

del estudio avanzado de la produccin de energa elctrica.

4. Plantas de concentracin solar. Aspectos generales de una planta CSP

y del estudio avanzado de la produccin de energa trmica y

elctrica.

5. Comentarios y aportes para el caso chileno desde Fundacin Chile.

Energa Solar: Visin general del recurso en el

Norte Grande de Chile y aspectos tcnicos para

el diseo y operacin de grandes plantas

Fuente: http://www.3tier.com/en/support/resource-maps/

1. El recurso solar: estado del arte de la prospeccin del

recurso solar en Chile y el mundo

Trpico de Capricornio

Trpico de Cncer

Fuente: http://www.3tier.com/en/support/resource-maps/

Radiacin Solar en el Mundo

LA RADIACIN SOLAR: DOS CONCEPTOS BSICOS PERO IMPORTANTES

Fuente: PVSyst - Solarbeam

Fuente: Archivo Nacional de Datos Solarimtricos UTFSM - 2008

2. El recurso solar en el Norte Grande. Importancia de la

medicin en la operacin y control

Alemania

Radiacin Solar en Chile

Fuente: Archivo Nacional de Datos Solarimtricos UTFSM - 2008


Fuente: ECOFYSVALGESTA.INFORME FINAL ESTUDIO: Antecedentes para la Especificacin de Requerimientos Tcnicos para el Desarrollo de los Colectores


Fuente: ECOFYSVALGESTA.INFORME FINAL ESTUDIO: Antecedentes para la Especificacin de Requerimientos Tcnicos para el Desarrollo de los Colectores

Comuna kWh/m2 ao

Calama 2506San Pedro de Atacama 2466Diego de Almagro 2429

Antofagasta 2360Arica 2342

Copiap 2174

Iquique 2067Chaaral 2055

Santiago 1843La Serena 1814

Ovalle 1749Los Andes 1706Coquimbo 1701San Fernando 1657Curic 1615

Rancagua 1602Linares 1563

Chilln 1534Talca 1509

Comuna kWh/m2 ao

Los Angeles 1498Concepcin 1497Juan Fernndez 1475

Valparaso 1431Via del Mar 1429

Coyhaique 1347

Valdivia 1338Osorno 1271

Puerto Montt 1212Castro 1163

Aysn 1126Punta Arenas 872

Baseline Surface Radiation Network (BSRN)

Fuente: http://www.bsrn.awi.de/en/home/bsrn/

Comparacin en Davos, Suiza

Fuente: http://www.pmodwrc.ch/

Diferencias entre mediciones con diferentes sensores

Fuente: PHOTON: la Revista de fotovoltaica, ISSN 1430-5348, N. 12, 2009 , pgs. 42-60

Sensor termopila CM21

(Kipp&Zonen)

Sensor fotovoltaico silicio

(LI-COR)

Sensibilidad espectral de varios tipos de sensores

Fuente: PHOTON: la Revista de fotovoltaica, ISSN 1430-5348, N. 12, 2009 , pgs. 42-60

Diferencias anuales en la medicin de radiacin solar

Fuente: http://www.nrel.gov/docs/fy09osti/44627.pdf

Fuente: http://www.irradiance.com/rsr.html

http://www.kippzonen.com/?product/2021/SOLYS+2.aspx

Medicin de Radiacin Solar

Seguidor solar (Kipp&Zonen)RSR2 (Irradiance)

Fuente: ATDR - Centro Nacional de Energas Renovables, Espaa.

Imgenes instrumentos http://www.kippzonen.com/?page/9091/Parameters+of+Meteorology.aspx

Medicin de Radiacin Solar

Piranmetro

Radiacin Solar

Global en plano

horizontalPirhelimetro

Radiacin Solar Directa

en plano normal

(seguimiento solar)

Piranmetro

Radiacin Solar Difusa

Fuente: ciclos de refrigeracin por absorcin y su integracin con energa solar.. Miguel Iglesias Ambitec Ingeniera

3. Plantas fotovoltaicas. Aspectos generales de un sistema

fotovoltaico y del estudio avanzado de la produccin de

energa elctrica.

Principios de funcionamiento de un panel fotovoltaico

Efecto de la produccin debido a la

temperatura

Efecto de la produccin debido a la

radiacin solar

PANEL DE 18+18 CLULAS SIN

DIODOS BYPASS

CON 2 DIODOS

BYPASS, UNO CADA

18 CLULAS

Diodos Bypass

a) Sin diodos.

b) Clula diodo.

c) Diodo externo

Diodos antiretorno

Clculo de produccin de una planta fotovoltaica

Fuente: Simulacin Fundacin Chile.

4. Plantas de concentracin solar. Aspectos generales de

una planta CSP y del estudio avanzado de la produccin de

energa trmica y elctrica.

Fuente: Presentacin Solarmillennium.

Tecnologas de concentracin solar

Power Dish Concentrador parablico

Heliostatos Fresnell

Produccin de energa elctrica con helistatos

Fuente: Plataforma Solar SOLUCAR ABENGO SOLAR, Sevilla - Espaa. Fotografa: Eduardo Soto Seplveda

Produccin de energa elctrica con concentracin cilindro

parablica

Fuente: Plataforma Solar SOLUCAR ABENGO SOLAR, Sevilla - Espaa. Fotografa: Eduardo Soto Seplveda

Oportunidades para la produccin de calor solar y sus

aplicaciones en la industria minera

Electrowinning Biolixiviacin Otros procesos

TRNSYS: Simulacin dinmica de procesos trmicos

TRNSYS 17 : Licencia de Fundacin Chile para estudios avanzados de plantas solares en energa trmica y elctrica

5. Comentarios y aportes para el caso chileno desde

Fundacin Chile.Fotografa: Medicin Solar en la Regin de Atacama. Fundacin Chile

Servicios Especializados en Energa SolarAlianza Fundacin Chile & CENER

La Fundacin Chile junto al Centro Nacional de Energas Renovables (CENER) de Espaa, realiza actividades de evaluacin

de la radiacin solar para proyectos de plantas solares comerciales y otras aplicaciones de este recurso.

La alianza entre Fundacin Chile y CENER a travs de sus servicios, genera grandes oportunidades en proyectos de energa

solar, ya que cuentan con gran experiencia y resultados probados a nivel nacional e internacional en ms de 20 aos.

Este sello de garanta permite realizar proyectos con gran confianza en sus futuros resultados.

1. Asesora en el diseo,

instrumentacin, disposicin,

instalacin y puesta en marcha de los

elementos de la estacin de medidas

radiomtricas. Certificacin y

contrastacin de estaciones de

medicin.

2. Generacin de ao meteorolgico

de referencia, con valores horarios

representativos del comportamiento a

largo plazo de la radiacin global en

el emplazamiento concreto. Incluye

estimaciones de la radiacin directa

normal y variables climatolgicas

relacionadas.

3. Control de calidad de datos

registrados en el emplazamiento.

5. Generacin de ao meteorolgico

tpico, con valores en alta frecuencia

representativos del comportamiento a

largo plazo de la radiacin global y

directa en el emplazamiento concreto.

Incluye las medidas de las variables

climatolgicas relacionadas que hayan

sido registradas localmente.

4. Monitorizacin de estaciones de

medidas de la radiacin solar y

variables meteorolgicas relacionadas

(tratamiento en tiempo real).

Proyecto CONICYT 78090005

Calor solar para procesos industriales y generacin de

energa elctrica en Chile

Mejora de eficiencia en el proceso de produccin de calor debido a que no se utiliza combustin en el calentamiento.

Utilizacin de agua o sales en ciclo cerrado, permite controlar el aporte de calor al sistema que lo requiere y utilizarlo en las horas que no hay Sol.

Grandes ventajas en la seguridad de produccin debido a la baja variabilidad del recurso solar. Altos niveles de radiacin solar directa en Chile.

Menor sensibilidad al precio de los combustibles para la produccin de calor.

Gran flexibilidad de las instalaciones solares debido a que son escalables.

Produccin de calor mediante energa solar = reduccin de emisiones de CO2

Proyecto CONICYT 78090005 - Fundacin Chile: Determinar el potencial de hibridizacin de plantas trmicas

convencionales con energa solar mediante el uso de herramientas de simulacin

Concentracin Solar

Concentrador solar

parablico

Disco de

concentracin solar

Heliostatos

Almacenamiento de

calor

Intercambio de calor

Electricidad

Calor

Movimiento

G~

Q1Q2



Proceso para el diseo de una Central de Concentracin

Solar: bsqueda del ptimo tcnico-econmico

Diseo Tcnico Optimizacin econmica



Proceso para el diseo de una Central de Concentracin

Solar: bsqueda del ptimo tcnico-econmico



Eduardo Soto Seplveda

[email protected] de Proyectos en Energa Solar

Energa y Cambio Climtico

Av. Parque Antonio Rabat 6165, Vitacura

Santiago de Chile