Concentración Solar Térmica CSP En cooperación con Novatec Solar

(1)

Concentración Solar Térmica CSP

En cooperación con Novatec Solar

Plantas de Energía Solar - ABB

(2)

Mapa Radiación Solar Directa (DNI)

Plantas de Energía Solar para el cinturón solar

Ocubre, 2012 | Slide 2 © ABB Group

(3)

Recurso Solar abundante

En 6 horas los desiertos reciben mas energía del sol que la consumida por la

humanidad en un año. «Dr. Gerhard Knies, Desertec Foundation»

Month DD, Year | Slide 3 © ABB Group

Plantas solares construídas en este sector del Desierto del Sahara podrían cubrir la

(4)

Tecnologías Concentración Solar Térmica CSP

Tipos de plantas en operación

4 Ocubre, 2012 © ABB Group

Parabólicas

Torre Solar

Fresnel lineal

(5)

La irradiación solar es recolectada y concentrada por un reflector de tecnología lineal Fresnel.

CSP Concentración Solar Térmica – Fresnel lineal

Conceptos Técnicos

(6)

Las filas de espejos dan seguimiento continuo al sol para enfocar la radiación en el tubo receptor.

CSP Concentración Solar Térmica – Fresnel lineal

Conceptos Técnicos

(7)

El agua es bombeada a través del tubo receptor, generando vapor a 100 bar con temperaturas hasta 500°C.

El vapor acciona una turbina convencional para generar electricidad o puede ser usado en otros procesos.

ABB coopera exclusivamente con NOVATEC Solar, quien ha desarrollado la mas eficiente tecnología CSP.

CSP Concentración Solar Térmica – Fresnel lineal

Conceptos Técnicos

(8)

El agua es bombeada a través del tubo receptor, generando vapor a 100 bar con temperaturas hasta 500°C.

El vapor acciona una turbina convencional para generar electricidad o puede ser usado en otros procesos.

ABB coopera exclusivamente con NOVATEC Solar, quien ha desarrollado la mas eficiente tecnología CSP.

CSP Concentración Solar Térmica – Fresnel lineal

Conceptos Técnicos

(9)

En operación desde Agosto 2011

Unidad de 700 m de Evaporador, seguido de una sección de 300 m de Sobrecalentador Vapor estable y controlado hasta 130 bar y temperatura estable hasta 530° C

Turbinas de vapor estándar, como las

diseñadas para plantas de ciclo combinado, permiten una alta eficiencia de 38%, que resulta en menores costos.

CSP Tecnología Fresnel altamente eficiente

Generación directa de vapor

Evolución del diseño parabólico para optimización de costos, hasta 70% menos de material y 30% menos de terreno.

Con la generación directa de vapor se eliminan

intercambiadores de calor, se obtiene mayores temperaturas y menor impacto ambiental

(10)

CSP Concepto de planta puramente Solar

Alta eficiencia con Vapor Sobrecalentado

10

Planta de Generación llave en mano por ABB

Caldera Solar por Novatec Solar

Ocubre, 2012 © ABB Group

(11)

CSP Concepto de planta con almacenamiento térmico

Solución con tres tanques con Vapor Sobrecalentado

11 Ocubre, 2012

(12)

Fabricación local de los componentes claves.

Procesos estandarizados garantizan altos niveles de calidad.

Alta potencialidad de contenido local Creación de puestos altamente calificados

Bajos costos de logística Creación de valor local

CSP Proceso de fabricación automatizado

Manufactura local, cerca del sitio

(13)

Liviano, simple, estructura soporte cerca del suelo

Rápida instalación en sitio debido al alto grado de prefabricación, modular.

Estructuras soporte basadas en componentes estándar disponibles en todos los mercados. Permite superficies no planas

Tubo de absorción fijo

La mas baja ocupación de terreno

CSP Sistema Modular

Fácil y rápida instalación

(14)

CSP Isla de Potencia

14

Tecnología convencional para Generación de Energía con Vapor

Generador

Turbina Vapor

Domos Condensador

(15)

CSP Plantas de Energía

Nuevas Plantas Térmicas de Energía Solar de 50 a 250 MWel con eficiencia de 500°C / 100 bar.

Integración con Ciclos Combinados: Solar durante el día, Ciclo Combinado durante la noche

Ahorrador de combustibles fósiles

CSP Vapor para Procesos

Desalinización de agua de mar Enfriamiento Solar

Mejoras en la recuperación de petróleo. Vapor de Procesos para la industria.

CSP Concentración Solar Térmica

Aplicaciones

(16)

CSP ABB/Novatec - Ejecución del proyecto

Creación de valor local

December 13, 2012 | Slide 16

Durante la ejecución del proyecto se crean un promedio de 500 puestos de trabajos directos.

Durante la operación (25 años) se crean alrededor de 50 puestos de trabajo. Nuestro campo solar permite hasta un 50 % de contenido local y múltiples trabajos indirectos.

(17)

Parabólica Torre Solar ABB Novatec Temperatura Operación 390°C Up to 540°C Up to 520°C Eficiencia de la Isla de Potencia 36% 39% 38% Pérdidas calóricas 10 % 5-10% 5 %

Material necesario por producción térmica anual MWh

high Medium to high low

Uso eficiente del terreno kWh th por m²

270 300-350 370

CSP Comparativa de tecnologías (1)

El mas bajo costo a lo largo del proyecto con la tecnología de ABB / Novatec

17 Ocubre, 2012

(18)

Parabólica ABB Novatec Ahorros

Seguimiento Espejos 5 kWh 1 kWh (- 80%)

Consumo bombeo 20 kWh 7 kWh (- 65%)

Costos de mantenimiento € 3.7 € 2.0 (- 46%)

Consumo de agua para

limpieza 13.4 litres 2 litres (- 85%)

Todos los números referenciados a MW por año

CSP Comparativa de tecnologías (2)

18

El mas bajo costo a lo largo del proyecto con la tecnología de ABB / Novatec

(19)

CSP Comparativa de tecnologías (3)

19

El mas bajo costo a lo largo del proyecto con la tecnología de ABB / Novatec

Construcción simple y rápida debido al alto nivel de prefabricación

Vs.

Mínimos requerimientos de obra civil

(20)

Tecnología Parabólica

Mayor consumo de agua

Altos costos de mano de obra

Tecnología Fresnel Lineal

Muy bajo consumo de agua Bajos costos de mano de obra

• Los espejos son limpiados por un robot, que recupera gran parte del agua

utilizada

CSP Comparativa de tecnologías (4)

Bajo costo de mantenimiento y operación con espejos planos

20 Ocubre, 2012

(21)

CSP de ABB/Novatec con la tecnología mas efectiva

Resumen de valores y ventajas

Sistema de fabricación automatizado

• Proceso eficiente con control de calidad integrado

• Producción local minimiza costos de transporte y logística

Simple, Plano y Construcción liviana

• Alta eficiencia en el uso de la tierra (30% mayor a Parabólica) • Bajo consumo energía (70% menor que Parabólica)

Producción directa de vapor 530°C, 130 bar

• Alta eficiencia de la isla de potencia (5% mayor que Parabólica) • Bajas pérdidas de calor (50% menos que Parabólica)

Fácil de limpiar y mantener

• Espejos planos con limpieza por robot

• Bajo consumo de agua (85% menor a Parabólica)

(22)

Referencias

CSP Fresnel Lineal

(23)

CSP Referencias: Puerto Errado 1, España

12 MWth, 1.4 Mwel en operación desde 2010

Key Data

EPC Contractor Novatec Solar

Owner Novatec Solar

Layout

3 rows of linear Fresnel collectors, conventional steam turbine

equipment and generator, storage Solar field length 806.40 m

Net aperture area 21,571.2 m² Operating temperature Up to 500 °C Operating pressure Up to 65 bar Peak thermal output 12 MW_th Peak electrical output 1.4 MWel

(24)

CSP Referencias: Puerto Errado 2, España

150 MWth, 30 MWel en operación desde Enero 2012

Key data

Owners

Tubo Sol PE2 S.L.

owned by 5 Swiss utilities (85%) and Novatec Solar (15%)

Layout

28 rows of linear Fresnel collectors, conventional steam turbine equipment and generator, storage

Solar field length 940.8 m Net aperture area 302,000 m² Operating temperature 270 °C Operating pressure 55 bar Peak thermal output 150 MW_th Peak electrical output 30 MW_el Electrical production 49 GWh/year

Fuel Solar Only

(25)

CSP Referencias: Puerto Errado, España

Generación directa de vapor sobrecalentado

PE 1: 1MW+

PE 2: 30MW

Planta de Generación Puerto Errado (España) en operación comercial

(26)

Key data

Owner Macquarie Generation

Model

4 rows of linear Fresnel

collectors, solar augmentation of a coal fired power station Solar field length 403,2 m

Net aperture area 18,489.60 m² Operating temperature Up to 270°C Operating pressure Up to 55 bar Peak thermal output 9.3 MW_th Thermal Output per year 13,550 MWhth

CSP Referencias: Liddell, Australia

(27)

CSP – Proyectos en evaluación en Argentina

Datos técnicos claves planta 100 MWel

Item Valor

Potencia de la planta 100MW net

Tamaño del campo solar 862,848 m2 de espejos

Parámetros de vapor 500ºC @ 90bar

Producción energía neta anual 230 GWh/año @ DNI 2,700 kWh/m2.a estimado según NREL Tecnología de enfriamiento Condensadores enfriados por aire

Consumo de agua Menos de 60,000 m3_/año

Ubicación San Juan / Norte de Mendoza

Tiempo de ejecución del

proyecto 30 meses estimado

(28)

CSP – Proyectos en evaluación en Argentina

Disposición propuesta planta 100 MW

Las calderas solares consisten en 4 campos solares, cada campo dispone de un sector de evaporación y otro de sobrecalentado (cada uno con 21 unidades de control)

Área de espejos total: 862,848 m2

La caldera solar requiere un terreno de 1976m x 940m

(29)

CSP – Proyectos en evaluación en Argentina

Datos técnicos claves planta 30 MWel

Item Valor

Potencia de la planta 30 MW net

Tamaño del campo solar 248,068 m2 de espejos (23 filas, 21 unidades de control cada una). Terreno requerido de 1000 m (N-S) x 500 m (W-E)

Parámetros de vapor 500ºC @ 90bar

Producción energía neta anual 63 GWh/año @ DNI 2,500 kWh/m2.a estimado según NREL Tecnología de enfriamiento Condensadores enfriados por aire

Consumo de agua Menos de 35,000 m3_/año

Ubicación San Juan / Norte de Mendoza

Tiempo de ejecución del

proyecto 24 meses estimado

(30)

(31)

Plantas de Energía Fotovoltaicas

Solución Integrada

(32)

Plantas de Energía PV

(33)

PV: Alcance ofrecido

Los requerimientos del cliente definen el modelo de ABB

Panels Trackers _CablingDC

Protectors Inverters Transfor-mation Center Grid Connection

(34)

PV: ABB como un contratista llave en mano

Solución integrada para un alto rendimiento

Inverters DC field A V A V A V Tracker DC Cables A V

Integrated Plant Design, and Yield Calculation

Panels Trackers DC Cabling

Protectors Inverters

Transformation Center

Turn Key Solution

Project Management, Site Management, H&S, Quality Control Automation, Monitoring

and Remote Control

(35)

PV Reference: La Robla, Spain

13.3 MWp in operation since 2010

La Robla PV Plant (Spain) Size: 20.2 MWp, 1-axis tracking Customer: GA Solar

ABB Scope: EPC

Year of commissioning: EPC: 2010

Customer: GA Solar

Type of Project: ERCAM 1 axis Tracker

Turnkey 13,3 MW PV solar plant. Year of Commissioning:

2010

Commissioning

Customer need

Maximize the performance and reliability of the solar plant

Plant in operation in 3 months

ABB response

ABB delivered the complete solar plant in consortium with a module manufacturer

ABB applied an efficiency improvement system to maximize the overall performance of the PV solar plant

ABB scope:

Supply: Substation, DC cabinets, AC cabinets, unit transformers, switchgears, equipment housing, system optimization, control and SCADA.

Turnkey installation, ground & civil works: Inverters, trackers, PV modules, transformers and switchgears, cabinets, housing, system optimization, control, SCADA, security system, cabling, etc

Partner scope: PV modules.

Customer benefit

Reliable and efficient PV solar plant. Performance Ratio (PR) > 80%

Optimized operation, control and maintenance of PV solar plant (sun tracking, system optimization, control and protection, etc.)

La Robla produces 22.6 GWh per year – displaces 11,500 tons of greenhouse gas emissions annually

(36)

PV Reference: La Sugarella, Italy

24.2 MWp in operation since 2010

Size: 24.2 MWp, 1 axis tracker Customer: Phenix Renewable ABB Scope: EPC

Year of commissioning: EPC:2010

Customer need

First class automation and electrical systems Maximize plant performance and reliability

ABB response

ABB delivered the complete solar plant in consortium with a module manufacturer

ABB applied an efficiency improvement system to maximize the overall performance of the PV solar plant

ABB scope:

Supply: Substation, DC cabinets, AC cabinets, unit transformers, switchgears, equipment housing, system optimization, control and SCADA.

Turnkey installation, ground & civil works: Inverters, trackers, PV modules, transformers and switchgears, cabinets, housing, system optimization, control, SCADA, security system, cabling, etc

(37)

PV Reference: Spinasanta, Italy

6 MWp, in operation since 2010

Size: 6 MWp, fix installation Customer: Actelios Solar ABB Scope: EPC

Year of commissioning: EPC:2010

Status: Connected to the grid

Customer need

First class automation and electrical systems Maximize plant performance and reliability

ABB response

ABB delivered a complete EPC

ABB applies an efficiency improvement system to maximize the overall performance of the PV solar plant

ABB scope:

• Supply: Panels, structure, inverter centers, DC & AC cabinets, transformers, switchgears, cabling,

equipment housing, protection equipment, MV connection line

• Installation: Panels, structure, inverter centers, DC & AC cabinets, transformers, switchgears, cabling, equipment housing, protection equipment, MV connection line, PV modules electrical connection

(38)

Líder global en tecnologías de energía y automatismos

Líder global en solar

120 años en el negocio de generación 20+ años en solar 120 años en el negocio de generación 20+ años en solar

Líderes globales en PV 400MW+ ejecutados en 50 plantas

Líderes globales en CSP 1,160MW en 23 plantas (40% del mercado) dispone tecnología ABB.

ABB es un inversor estratégico en Novatec desde 2011

integramos el probado campo solar de Novatec en todas nuestras plantas

ABB es un inversor estratégico en Novatec desde 2011

integramos el probado campo solar de Novatec en todas nuestras plantas

(39)