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José Miguel Cardemil Dic. / 2018
“¿CSP made in Chile?” Desarrollo de un receptor volumétrico para
calor de procesos
Dic. / 2018
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Plantas PV: Perfil de generación vs. consumo
Pero, si hay nubes! Source: NREL
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Source: Bloomberg
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Source: Bloomberg
Almacenamiento
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Usando un dimensionamiento adecuado, generación 24/7 es posible
Almacenamiento térmico resulta más económico que baterías
CSP + Almacenamiento Perfil de generación vs. consumo
Example day Annual average
Source: NREL
CSP: Concentrated Solar Power
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Source: NREL
Parabolic Trough
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Ocaso
Source: E. Zarza CYTED
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Linear Fresnel
Linear Fresnel Collector Parabolic Trough Collector
Source : PSE & SolarPACES
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Dish-Stirling
Superficie concentradora
Motor Stirling
Soporte Stirling
Plano de giro
Rail de Azimuth
Cimentación Mecanismo de Azimuth
Eje de Elevación
Anillo Soporte
Rail de Elevación
Cuadro de Control
Source: E. Zarza CYTED
Solar Tower
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Source: E. Zarza CYTED
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CSP Technologies - Tower
1a Generación
Vapor Saturado
2nd Generación Sales Fundidas (KNO3 (40%) + NaNO3 (60%))
Desafíos
Reducción de costos
Aumentar eficiencia de conversión
Aumentar temperaturas de operación
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Source: Behar et. al. (2013)
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Gas como Fluido de Trabajo: Receptor volumétrico
El gas absorbe calor directamente en el absorbedor Absorbedor Medio Poroso
CO2, Helium o Aire como HTF
BAJO costo e impacto ambiental
Desafíos Transferencia de calor limitada
Integración a almacenamiento
Elevada potencia por circulación de fluido
Complex Flow patterns
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Source: NREL (2017)
Current Operational Plants
Jülich Solar Tower:
Germany, 1500 kW - 2000 heliostats Atmospheric air - 902 kWh/m² year.
Daesung Solar Power Tower:
Korea, 200 kW - 400 heliostats Atmospheric air – 803 kWh/m²·year.
Solar Resource in Chile:
Santiago - DNI 2300 kW·h/m²· year.
Calama - DNI 3390 kW·h/m²· year.
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Nuevas Iniciativas:
• AZELIO
• 247Solar
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SolarBosch: Planta Prototipo CSP
Heliostatos Torre Almacenamiento
Planta de Galvanizado
Receptor
CORFO
• Validación y empaquetamiento
• Contratos Tecnológicos
(UChile)
Receptor
Un absorbedor
volumétrico de material
cerámico convierte la
radiación solar en aire
caliente.
Heliostatos Un grupo heliostatos reflejan la
radiación sobre el receptor. Cada
espejo es independiente y
controlado constantemente con
un sistema de lazo cerrado.
Almacenamiento Un estanque aislado con
escoria de cobre
absorbe el calor del aire y
lo almacena para poder
ocuparlo en cualquier
momento.
Proceso de
Galvanizado:
Aire caliente circula desde el
almacenador hacia una
piscina de Zinc para
mantenerla caliente las 24
horas del día.
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SolarBosch: Planta prototipo
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Desarrollo de un Receptor Volumétrico
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Desarrollo de un Receptor Volumétrico
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• Material del absorbedor SiC/SiSiC; material del manifold alúmina.
• Modelación 1d y CFD 3D.
• Temperatura objetivo de salida 750°C
Desafío: Almacenamiento térmico
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Sistemas comunes en ciclos de aire
Packed bed
Comúnmente rocas sedimentarias
Propuesta
Copper Slag
Caracterización termofísica: DIMEC
Elevada capacidad calórica
Diseño: SolarBosch
Muchas Gracias
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Equipo:
• JM Cardemil
• W. Calderón
• R. Fernández
• B. Herrmann
• M. Behzad
• C. Sarmiento
• C. Bernuy
• R. Barraza
• A. Urrutia
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