Clase 2 - E Solar en Chile
-
Upload
domingo-ignacio -
Category
Documents
-
view
6 -
download
0
description
Transcript of Clase 2 - E Solar en Chile
Clase 2 Energía Solar en Chile
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
1
Energía en Chile
Sources: SEA,CER, CDEC SIC y SING. June 2013
34.1%
19.0%20.5%
6.2%
20.0%
0.1%OIL
NATURAL GAS
COAL
HYDRO
BIOMASS
BIOGAS
WIND
Primary Energy Consumption
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
2
Consumo de Energía Primaria
Source: National Energy Commission, 2012
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
3
SistemasEléctricos
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
4
ERNC Solar energy projects
Wind energy projects
Bioenergy projects
Geothermal projects
Operating(MW)
Under Construction
(MW)
Under Development
(MW)
In evaluation by the environmental authority (MW)
Biomass 431 24 108 6
Wind 302 271 4106 1899Mini-hydro 311 53 273 121Solar 3,5 69 4012 2201Geothermal 0 0 120 0Total 1047 416 8620 4227
• Que son las ERNC??
• Situación Actual J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
5
Resumen Entorno Nacional
• Alta dependencia de energía primaria:• >78% de nuestra energía es importada.• Merma de suministro real y alza de precio de varias formas de energía.• Escasa capacidad de maniobra por el gas y tardía reacción de los actores del sector.• Ausencia de una política congruente de largo plazo en relación a la sustitución de los recursos
energéticos.• Incertidumbre en los incentivos privados y retardo de obras.• Posible ingreso de actores públicos en un sector eminentemente privado.• Oposición ambiental en ciertos proyectos.• Estudios tardíos en algunas opciones.• Riesgo creciente de black-out.• Consecuencias en la competitividad.
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
6
Source: Ministry of Mining. (Cochilco, 2012)
• It is expected that electricity consumption in mining will grow 97% by 2020, mainly due to the consumption in the mining process.
• Desalination of seawater and pumping, which explains 14% of the consumption.
How much electricity will need the mining industry?...
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
7
How much electricity will need the mining industry?...
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
8
Source: CNE and CER
0
50
100
150
200
250
300
350
Jun0
6Ag
o06
Oct0
6Di
c06
Feb0
7Ab
r07
Jun0
7Ag
o07
Oct0
7Di
c07
Feb0
8Ab
r08
Jun0
8Ag
o08
Oct0
8Di
c08
Feb0
9Ab
r09
Jun0
9Ag
o09
Oct0
9Di
c09
Feb1
0Ab
r10
Jun1
0Ag
o10
Oct1
0Di
c10
Feb1
1Ab
r11
Jun1
1Ag
o11
Oct1
1Di
c11
Feb1
2Ab
r12
Jun1
2Ag
o12
US$/
MW
h
Precio Medio Mensual SIC
CMg Prom. Mensual SIC
CMg Prom. Mensual SING
Precio Medio Mensual SING
… and at what cost? (SING-SIC Prices)
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
9
ALTERNATIVAS ENERGÉTICAS
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
10
Hidroaysén (reservoirs, 2750 MW)
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
11
La Serena, Abril 2009
No a Barrancones (coal, 540 MW)
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
12
Linares, Septiembre 2010
No a Achibueno (run of river, 30+105 MW)
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
13
Ancud, Julio 2011
No a Chiloé (wind park, 112 MW)
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
14
No a Tatio (geothermal, 40-200 MW)
San Pedro, Julio 2010
•15
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
15
POLÍTICA ENERGÉTICA EN CHILE
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
16
Área estratégica en manos del mercado
• 1982: Desregulación del sector eléctrico: privatización y cambio de rol del estado.
• Eficiencia económica mediante competencia en mercado mayorista.
• Tarificación mediante incentivos: empresa eficiente obtiene “rentabilidades adecuadas”.
• Generación separada de distribución.
• 1998: Generación basada en hidroeléctricas.
• Sequía prolongada: racionamiento y cortes.
• 1996: Entrada del gas natural argentino: protocolo intergubernamental, contratos entre privados.
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
17
De Crisis en Crisis• Entrada de centrales Ciclo Combinado.
• 2003: Comienzan reducciones y cortes en el suministro.
• 2005: GN por GNL. Inicio de construcción de plantas de gasificación
• 2007: Cortes totales en suministro, sustitución por petróleo.
• 2010 : Creación del Ministerio de Energía
• 2011 : Agencia Nacional de Energía
• 2012: Estrategia Nacional de Energía
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
18
Política Energética en Teoría“Seguridad de suministro, eficiente y sustentable”.
1. Política no incluye planificación: Rol regulatorio en función de rentabilidades.
2. Ley Corta I y II: Reduce barreras de entrada.
3. Mecanismos de subsidio para proyectos de energía renovable.
4. Objetivo gubernamental: 15% de nueva capacidad de generación en base a ERNC al 2010 (350 MW, < 1% capacidad nacional). A la fecha se han instalado 1GW.
5. 5% of de la energía eléctrica (kWh) deberán ser producidos en base a ERNC desde 2010 a 2014 .
6. Desde 2015, incremento anual de 0.5% para llegar a 10% en 2024.
¿Seguridad de suministro, eficiente y sustentable?
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
19
Six fundamental pillars:
1. Energy Efficiency 2. Deployment of NCRE3. Increase the share of large hydropower in the energy
matrix4. Public Power grid5. Improve competitiveness in the power market6. Regional interconnection
National Energy Strategy 2012-2030
•* ENE 2012-2030 is available on the website of the Ministry of Energy as a pdf file in English and Spanish (http://www.minenergia.cl/estrategia-nacional-de-energia-2012.html)
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
20
Agenda Energética 2014
• Rol del estado• Reducción de Precios
• Competencia• GNL
• Desarrollo de recursos propios• Conectividad• Gestión de consumo• Impulso a la inversión• Ciudadanía y ordenamiento
territorial
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
21
Aporte de ERNC
20%
En discusión en el parlamento
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
22
Eficiencia energética
Medidas específicas por sector productivo:• Minero• Transporte• Edificación• Residencial• Calefacción -> Leña
Sello Eficiencia energética
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
23
The energy challenge: Evolution GDP – Electricity cons. 1980-2008
Source: Min Ener.
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
24
Subsidios y aportes estatales en ERNC
• CONICYT:• FONDAP: Geotérmica, Solar y de los Mares.• PRI Energía
• CORFO• Innovación en ERNC• Pilotos de ERNC• Concurso CSP• Estudios de preinversión
• FIA • ERNC para autoconsumo
• CNR• ERNC aplicada a tecnologías de riego
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
25
POTENCIAL DE ENERGÍA SOLAR EN CHILE
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
26
Potencial de Energía Solar en Sudamérica
• Resultados de SWERA muestran un gran potencial en Sudamérica, con los mayores promedios en el norte Chileno.
• La energía solar no es considerada para instalaciones de gran escala en Chile, en parte debido a la carencia de datos confiables.
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
27
Evaluación de Recurso Solar en Chile
• Datos públicos existentes:• Mediciones de estaciones solarimétricas, almacenadas en el Archivo Nacional
Solarimétrico: “compre nuestro libro”.• Dirección Meteorológica: “Compre nuestros datos”• Otras fuentes: SWERA, Meteonorm, Censol, RETscreen.
• Todas las fuentes en medias mensuales, no existe un TMY* para Chile.
* ¿Qué es un TMY?
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
28
• Publicados en varios libros del Prof. Pedro Sarmiento, UTFSM• Medidos en una red de 89 estaciones, con piranógrafos y aparatos de Campbell-Stokes.• Consideran series temporales incompletas en el periodo1961- 1984.
Archivo Nacional Solarimetrico
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
29
• Datos parciales, sin información acerca de las series temporales (es necesario revisar un antiguo y oscuro artículo de 1984 presentado en conferencia Chilena).
• Sin información acerca de niveles de incertidumbre o registro acerca del procedimiento de medición.
• Distribución espacial menos que óptima.
Total radiation, horizontal plane, monthly mean Kcal/m2 día
Location Lat Long JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEPT OCT NOV DEC ANN
1 Arica -18.50 -70.17 5066 5065 4608 3647 3048 2576 2373 3014 3642 4447 4916 5026 3952
2 Chuqui -22.32 -68.93 6613 5531 5206 4419 3551 3439 3616 4929 5003 5950 6447 6600 5109
3 Quillota -32.17 -71.27 5244 4784 3676 2427 1758 1545 1534 2309 2898 3948 4754 5241 3343
4 Santiago -33.47 -70.65 5544 5016 3926 2697 1813 1403 1411 2289 3042 3935 5036 5606 3477
5 Pucón -39.27 -71.97 5017 4177 3332 2259 1214 955 983 1668 2384 3664 4588 4786 2919
Datos de Estaciones Solarimétricas
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
30
Estándar en Chile, no existe otra fuente de información de difusión amplia.
Publicado en la página del curso.
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
31
LATITUD LONGITUD ELEVACIÓNARICA 18° 21' S 70° 19' O 58 m Dic 1995 a May 2002/ Nov 2006 a 2008CALAMA 22° 29' S 68° 54' O 2270 m Ene 1996 a Dic 1999/ Oct 2004 a 2008ANTOFAGASTA 23° 26' S 70° 26' O 135 m Enero de 1988 a 2008COPIAPO 27° 18' S 70° 25' O 291 m Ene 1988 a Oct 2003DESIERTO DE ATACAMA 27º 15' S 70º 46' O 204 m 07.Jul 2006 a 2008VALLENAR 28° 35' S 70° 46' O 469 m Ene 1988 a Oct 2003SANTIAGO (PUDAHUEL) 33° 23' S 70° 47' O 475 m Ene 1988 a Dic 2005SANTIAGO (QTA. NORMAL) 33º 26' S 70º 40' O 520 m 04.Ene.2006 a 2008HIDANGO 34° 06' S 71° 45' O 296 m Jun 1989 a Mar 2004CURICO 34° 58' S 71° 14' O 228 m Septiembre de 1995 a 2007CAUQUENES 35° 58' S 72° 20' O 142 m Ene 1990 a Ene 2001CONCEPCION 36° 46' S 73° 03' O 8 m Ene 1992 a 2008LOS ANGELES 37° 24' S 72° 26' O 109 m Ene 1996 a Dic 2001TEMUCO 38° 45' S 72° 38' O 114 m Ene 1996 a Dic 2001PUERTO MONTT 41° 25' S 73° 05' O 85 m Nov 1995 a 2008CHAITEN 42° 55' S 72° 43' O 7 m Ene 1996 a May 2001COYHAIQUE 45° 35' S 72° 07' O 310 m Mar 1989 a 2008PUNTA ARENAS 53° 00' S 70° 51' O 37 m Ene 1998 a 2008
STN vigentes
Instrumento: Piranómetro de Precisión EspectralLongitud de onda: 0.285 a 2.8 micrones
Frecuencia lectura: Cada 10 minutos, acumulados y durante las horas efectivas de solUnidad de medición: Whr/m2
ESTACIONUBICACIÓN
PERÍODO DE REGISTRO
Piranometro
Actinografo
Dirección Meteorológica
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
32
Estimaciones Satelitales
• Brazil – SR validado con datos de 80 estaciones terrestres en Brasil, considerando en algunos casos 1995 a 2006. Datos públicos disponibles a través del sitio web de INPE/CPTEC, en forma de series pentadas (promedios de 5 días).
• Modelo desarrollado para las condiciones particulares de clima en Brasil.• Mediciones terrestres son más precisas que las estimaciones satelitales, pero éstas últimas son más precisas en
interpolaciones.
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
33
Mapas de Promedio Anual – Radiación Total en Superficie Horizontal
Datos de Estaciones
Brazil – SR mapa
Comparación
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
34
Datos MensualesEnero Junio
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
35
Explorador Solar
• Mapas generados a partir de modelos atmosféricos y datos satelitales. • Período entre los años 2003 y 2011, • Resolución espacial de un kilómetro.
• Gran esfuerzo computacional y científico, llevado a cabo por el Departamento de Geofísica de la Universidad de Chile, el Ministerio de Energía y GIZ.
• Permite descargar series horarias para los años seleccionados
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
36
Atlas Solar de Chile
Imágenes del satélite GOES13 Histórico de 2,5 años de datos
(imágenes) Medias Anuales y Mensuales
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
37
Solar Global AtlasInternational Renewable Energy Agency
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
38
Conclusiones
• La energía solar parece ser una interesante alternativa para Chile. Su contribución a la matriz energética nacional es, en el mejor de los casos, despreciable.
• No existe una base de datos de alta calidad (baja incertidumbre) y de alta resolución temporal: Base horaria e histórico de datos.
• Aún así, la información existente indica la presencia de altos niveles de radiación en ambas bases de datos, sugiriendo amplio potencial para• CSP, PV, H2OC , refrigeración solar y otros procesos.
• Es evidente la necesidad de contar con una evaluación adecuada de recurso solar
• Pero,….si quiero iniciar un proyecto solar hoy en día ¿Qué hago?
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
39
Empresas especializadas
• IrSOLaV
• Geomodel J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
40
Empresas especializadas
• GisSolar
• FocusSolar
• Meteonorm
• Estos modelos pueden entregar informes de datos con incertidumbre conocida - Validación
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
41
Recurso Solar
• Resulta fundamental para determinar el desempeño técnico y económico de un sistema de energía solar, conocer en profundidad el recurso disponible
RADIACIÓN SOLAR
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
42
Clase 2 Energía Solar en Chile
J.M. C
arde
mil
CII-2
252
Sist
emas
Sol
ares
-Cl
ase
2
43