Net energy analysis of hybrid concentrated solar thermal power plants in Chile : a selection methodology for optimal plant location based on sustainability attributes
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2009
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Abstract
La política energética chilena intenta promover la eficiencia y sustentabilidad de los sistemas energéticos, objetivos reflejados en la última modificación realizada a la ley de generación eléctrica que establece alcanzar un 5% de participación de energías renovables en la matriz para el año 2010 y un 10% para el 2024. Las plantas de generación de potencia solares son una opción para lograr estas metas, ya que en Chile se presentan excelentes niveles de radiación solar, principalmente en la zona norte donde adicionalmente existen altos índices de claridad y amplias extensiones de terrenos apropiados para este tipo de plantas. La presente investigación estudia el ciclo de vida de una planta solar híbrida mediante un análisis de energía neta con el propósito de obtener y analizar sus atributos energéticos (energía neta, retorno energético sobre la inversión en energía y tiempo de retorno energético) y comparar distintas ubicaciones posibles para su instalación. Para ello se modeló el comportamiento de una planta de 100 MW del tipo colector cilindro parabólico y calculó la fracción de combustible fósil requerido, en función de las medias mensuales de radiación solar para distintas ubicaciones en el norte del país, operando en dos modalidades: durante horas de luz y operación continua.
Los resultados obtenidos indican que la planta solar es una fuente energética para todas las ubicaciones analizadas, y que el mayor costo energético tiene relación con el ciclo de vida del combustible fósil utilizado como backup. Cuando la planta opera de manera continua la energía neta aumenta en un 50%, pero la tasa de retorno energético disminuye hasta un 25%, convirtiéndose en un modo de operación menos sustentable desde el punto de vista energético. Basado en los resultados se concluye que la tecnología analizada es fuente energética en el norte de Chile, incluso con la utilización de respaldo fósil. Además se comprueba que el análisis de energía neta permite determinar las condiciones bajo las que los sistemas estudiados son fuente energética, pudiendo ser utilizado para definir ubicaciones y condiciones de operación óptimas para fuentes de energías renovables.
Los resultados obtenidos indican que la planta solar es una fuente energética para todas las ubicaciones analizadas, y que el mayor costo energético tiene relación con el ciclo de vida del combustible fósil utilizado como backup. Cuando la planta opera de manera continua la energía neta aumenta en un 50%, pero la tasa de retorno energético disminuye hasta un 25%, convirtiéndose en un modo de operación menos sustentable desde el punto de vista energético. Basado en los resultados se concluye que la tecnología analizada es fuente energética en el norte de Chile, incluso con la utilización de respaldo fósil. Además se comprueba que el análisis de energía neta permite determinar las condiciones bajo las que los sistemas estudiados son fuente energética, pudiendo ser utilizado para definir ubicaciones y condiciones de operación óptimas para fuentes de energías renovables.
Description
Tesis (Master of Science in Engineering)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2009