tres presentacionseminario almacenamiento v2

“Proyecto TRES”“Proyecto TRES”Almacenamiento energético del excedente Almacenamiento energético del excedente

eólico en Gran Canariaeólico en Gran Canaria

Jornada Técnica: Maximización de las Energías Jornada Técnica: Maximización de las Energías Renovables en Sistemas Eléctricos InsularesRenovables en Sistemas Eléctricos Insulares

22 de Octubre de 2010

Tomás Cambreleng LundagerDepartamento de Energías Renovables

División de Investigación y Desarrollo TecnológicoInstituto Tecnológico de Canarias

Tomás Cambreleng LundagerDepartamento de Energías Renovables

División de Investigación y Desarrollo TecnológicoInstituto Tecnológico de Canarias

Estudiar alternativas de almacenamiento energéticorelacionadas con el hidrobombeo, y las posibilidades quebrindan las tecnologías del hidrógeno.

OBJETIVO 3 Socios participantes

Fecha inicio

Fecha final

Act. 11Estudio de potencial de

almacenamiento energético con hidrobombeo

ITC, MANSUR 1-oct-09 31-mar-11

Act. 12 Elaboración de modelos matemáticos para hidrobombeo ITC, MANSUR 1-oct-09 30-jun-12

Act. 13 Estudio del "blending" de metano (gas natural y biogás) con hidrógeno ITC, ULL 1-oct-09 30-jun-12

Almacenamiento energético del excedente eólico en Gran Canaria

Gran Canaria Gran Canaria –– a 31/12/2006a 31/12/2006Parques Eólicos Potencia

(MW)29 Instalados (entre consumos asociados y

vertido total a red)76,3

10 En repotenciación 26,3

7 De consumos asociados en trámite 5,9

TOTAL 108,5

Asignación de Potencia Asignación de Potencia –– a 31/07/2009a 31/07/2009Parques Eólicos Potencia

(MW)15 Vertido total a red 192

6 En consumos asociados 11,3

TOTAL 203,3

Almacenamiento energético del excedente eólico enGran Canaria

Estudio de la Mancomunidad del Sureste: Propuesta de Parques Eólicos

Potencia Instalable en Gran

Canaria: 278 MW

Producción Anual Estimada

Total de los mismos: 829 GWh


CONCLUSIONES:

• El potencial eólico máximo posible en la isla de Gran Canariaasciende a unos 590 MW con una producción de energía anual de1.600 GWh aprox.

• El PECAN establece para Gran Canaria 411 MW para 2015. Paraesa fecha es posible que estén instalados 312 MW.

• La potencia convencional instalada actualmente en la isla estáentre 1,1 a 1,2 GW.

• El consumo actual de energía eléctrica de Gran Canaria es deaproximadamente 3.600 GWh.

• Según los cálculos iniciales aproximados la eólica podría abastecerentre un 40 a un 45% de la demanda.

EVALUACIÓN DEL POTENCIAL EÓLICO MÁXIMOINSTALABLE EN LA ISLA DE GRAN CANARIA

Estudiar diferentes escenarios de penetración eólica.

Excedentes de energía que no puede ser inyectada a red.

Perfil de consumo eléctrico horario actual y futuro estimado.

Comparativa con la producción eólica estimada.

Estimación de los excedentes energéticos.

0,00

100,00

200,00

300,00

400,00

500,00

600,00

700,00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

MW

h

Media horaria Julio

DEMANDAPRODUCCIÓN EÓLICA30% DEMANDA


ESTUDIO DE POTENCIAL DE ALMACENAMIENTO ENERGÉTICO CON HIDRO-BOMBEO

Bombeo con excedente eólico

Turbinado en puntas de demanda

1. Alta capacidad de almacenamiento de energía y algunos casos aprovechandoestructuras hidráulicas ya construidas.

2. Grupos generadores robustos y fiables que necesitas pocos sistemas auxiliarespara su operación y con una alta capacidad de respuesta.

3. Se puede obtener una mayor penetración de las energías renovables, al permitir verter al sistema sus máximos recursos siendo empleados estos en el bombeo en caso de excedentes.

4. Optimización de los costes de explotación del sistema , sin riesgo alguno ante transitorios, al suplir a las Turbinas de Gas convencionales en la generación de las horas punta.

5. Mejora la Calidad de Servicio al optimizar los planes de deslastre mientras funciona en forma bombeo al permitir su inmediata desconexión.


Ventajas de las centrales Hidráulicas en las islas:


1. Análisis de estudios previos de sistemas en Gran Canaria.

2. Recopilación de datos fiables para la caracterización de embalsesexistentes.

3. Propuesta de ubicación de potenciales centrales de hidro-bombeo (ademásde los ya estudiados Chira - Las Niñas - Soria).

4. Estudio de alturas y distancias de turbinado y bombeo, trasvases entreembalses y trazado de tuberías forzadas.


5. Propuesta de nuevos embalses einfraestructura hidráulicaespecíficamente concebida para elalmacenamiento energético.

6. Cálculo de la energía total almacenableen los embalses de Gran Canaria.

7. Evaluación de la necesidad desistemas de desalación paraproducción de agua de aportación a losembalses y depósitos inferiores quepermitan aumentar la capacidad deregulación y almacenamientoenergético.

Selecciónde presas

Energía almacenable

Red de trasvase existente

Estudio de la infraestructura hidráulica enGran Canaria


Presa Capacidad (m3)

m.s.n.m.Cauce/Coronación

Soria 32.300.000 490 / 610Chira 4.030.000 875 / 907Cueva Niñas 5.180.820 858 / 890Parralillo 4.592.000 290 / 347El Siberio 4.800.000 207/ 277Caidero Niña 2.030.000 160 / 206Lugarejos 1.186.150 820 / 860Ayagaures 1.700.000 271 / 311Los Pérez 1.701.986 775 / 820Gambuesa 1.240.000 306 / 350Chamoriscán 1.440.000 225 / 260Las Hoyas 1.013.298 890 / 930Tirajana 3.105.000 356 / 400El Mulato 1.068.387 705 / 745


Presas seleccionadas

EmbalseSuperior

EmbalseInferior

Dif. Altura Cauce

Dif. AlturaCoronación

Chira Soria 385 297Cueva Niñas Soria 368 280

Parralillo El Siberio 83 70El Siberio Caidero Niña 47 71Gambuesa Ayagaures 35 39Las Hoyas Lugarejos 70 70Lugarejos Los Pérez 45 40

Cueva Niñas El Mulato 103 145


aVhgPAgua ⋅⋅⋅⋅= ρ

EmbalseSuperior

EmbalseInferior

Diferencia deAltura

Volumen(m3)

Potencial deAlmacenamiento

(MWh)Chira (*) Soria 385 4.030.000 4227,97Cueva Niñas (*) Soria 368 5.180.820 5195,33Parralillo (*) El Siberio 82,82 4.592.000 1036,34El Siberio Cadeiro Niñas(*) 47,10 2.030.000 260,54Gambuesa (*) Ayagaures 35 1.240.000 118,26Las Hoyas Lugarejos (*) 70 1.013.298 193,29Lugarejos (*) Los Pérez 45 1.013.298 124,26

Cueva Niñas El Mulato(*) 103 1.068.387 299,87

• (*) Presa de menor capacidad .• Volumen utilizado: presa de menor capacidad .• Altura utilizada: diferencia de altura entre cauces.• Porcentaje utilizable de volumen a=1 .


Red de trasvase existente

Presas:• Salidas de cada presa.• Rutas de cada salida.• Estaciones de bombeo asociadas.• Depósitos asociados.

E.D.A.R. (Estaciones Depuradoras)TRASVASUR - A.C.A.S.A.(trasvase de agua desde los embalses del sur de Gran Canaria hasta el noreste de la isla)


TAREAS

1. Estudio de sistemas hidrobombeo y estrategias de control relativas a lagestión de energía del sistema insular.

2. Planteamiento de criterios de explotación para la gestión de energía delsistema insular.

3. Diseño de un método y una herramienta de simulación que permita obtenerresultados de sistemas de hidro-bombeo asociado a la generación renovable.

4. Propuesta de topología del sistema.

5. Estimación preliminar de la viabilidad económica del proyecto. Análisiseconómico de las diferentes soluciones.

ELABORACIÓN DE MODELOS MATEMÁTICOS PARA HIDRO-BOMBEO

RESULTADOS PREVISTOS

Disponer de una o varias propuestas de proyectos dehidro-bombeo:

• Entre los embalses existentes en la isla de GranCanaria.

• Nueva infraestructura hidráulica concebida con finesenergéticos.


OBJETIVOS

Estudiar la posibilidad de utilizar excedentes deenergía eléctrica producida con energíasrenovables, para la producción yalmacenamiento de hidrógeno.

Estudiar la posibilidad de utilizar el hidrógenopara mejorar las características de otros gasescomo pueden ser el gas natural o el biogás,procedimiento conocido como blending.

ESTUDIO DEL BLENDING DE METANOCON HIDRÓGENO

1. Estudiar el estado del arte de las tecnologías para la producción de hidrógeno, principalmente mediante la producción por electrólisis del agua.

2. Establecer las características para el almacenamiento del hidrógeno como excedente energético.

3. Estudiar las necesidades de almacenamiento y establecer los diversos métodos que podrían utilizarse.

4. Recopilación de información y experiencias relacionadas con las características de combustión del gas natural / hidrógeno en turbinas.

5. Especificar posibles problemas para la implantación en relación a la tecnología de turbinas existentes y en función de las características de los sistemas de producción eléctrica.



1. Producción de hidrógeno con electrolizadores.

2. Blending con Gas Natural – Hidrógeno (porcentajes demezcla en turbinas).

H2 blending

0

200000

400000

600000

800000

1000000

1200000

1400000

1600000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Horas

Nm3

H2 blending

0

200000

400000

600000

800000

1000000

1200000

1400000

1600000

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Horas

Nm3

Muchas gracias

Playa de Pozo Izquierdo s/n35119- Santa Lucía, Las Palmas

Para más información contactar con:

Tomás Cambreleng LundagerDepartamento de Energías RenovablesDivisión de Investigación y Desarrollo Tecnológico

+34 928 727 542 (Tel)[email protected]

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