Capacidades en el desarrollo de Sistemas de Almacenamiento ...
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Propuesta relacionada con el Almacenamiento de Energía para el Plan Estratégico del CIEMAT Grupo de Almacenamiento de Energía Capacidades en el desarrollo de Sistemas de Almacenamiento de Energía en el CIEMAT Marcos Lafoz Pastor Grupo de Almacenamiento de Energía 23/09/2020
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Propuesta relacionada con el Almacenamiento de Energía para el Plan Estratégico del CIEMATGrupo de Almacenamiento de Energía
Capacidades en el desarrollo de
Sistemas de Almacenamiento de Energía en el CIEMAT
Marcos Lafoz PastorGrupo de Almacenamiento de Energía
23/09/2020
Ciclo de webinarios sobre Almacenamiento de Energía asociado a RenovablesCapacidades de Almacenamiento de Energía en el CIEMAT
23/09/2020
Necesidades que llevan al Almacenamiento de Energía:
• Cobertura de la demanda.
• Gestionar la variabilidad renovable y los excedentes de generación
• Almacenamiento a pequeña y gran escala
• Control y supervisión de la generación distribuida.
• Comportamiento rápido ante perturbaciones, asegurar servicios
complementarios
• Establecer marcos retributivos para el almacenamiento
Oportunidades:
• España tiene un altísimo potencial en energías renovables.
• Aprovecharlo supone una instalación masiva de generación
basada en renovables.
• Conseguir un alto nivel de penetración de las mismas,
manteniendo la estabilidad en el sistema eléctrico, requiere
utilización de almacenamiento de energía
Oportunidades, necesidades y retos en relación con el
Almacenamiento de Energía
Retos del Almacenamiento de Energía
una mayor densidad de energía y potencia,
mayor fiabilidad de los sistemas completos en operación,
utilización de materiales con mayor disponibilidad,
mayor sostenibilidad y menor impacto medioambiental,
una continua reducción de costes para mejorar su viabilidad
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Objetivos del CIEMAT en relación con el Almacenamiento de Energía
Establecer una línea de I+Dì en Almacenamiento de Energía que:
1- Ordene, fortalezca y unifique las actividades relacionadas con el
almacenamiento de energía en el CIEMAT
2- Defina su posicionamiento a nivel nacional e internacional, junto y
frente a otros actores.
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Agrupar líneas de I+D+i en
Almacenamiento de Energía
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Capacidades del CIEMAT en relación con Almacenamiento de Energía
Presencia a nivel institucional
y técnico en comités,
asociaciones, etc.
Diseminación, divulgación,
transferencia tecnológica y
formación
Instalaciones
experimentales
singulares
Actividades I+D+i relacionadas
con Almacenamiento de Energía
Participación en gran número de
proyectos competitivos de
investigación e industriales y una
importante producción científica.
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Capacidades del CIEMAT en relación con Almacenamiento de Energía
1. Presencia a nivel institucional en comités, asociaciones, etc.
JP Concentrated Solar PowerJP Fuel Cells and Hydrogen
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- 2.1. Procesos de co-electrolisis a alta Tª
- 2.2. Almacenamiento en portadores de H2
- 2.3. Producción de H2 por ciclos termoquímicos
- 2.4. Almacenamiento de H2 sobre soportes inertes
- 3.1. Almacenamiento en sales de nitrato fundidas
- 3.2. Viabilidad de materiales
- 3.3. Modelizado e integración de sistemas
- 4.1. Volantes de inercia
- 5.1. Electrodos alternativos para dispositivos de almacenamiento.
- 5.2. Sistemas Redox para baterías de flujo en medios no acuosos
Línea 2.
Hidrógeno como vector energético
Línea 3.
Almacenamiento térmico
Línea 4.
Almacenamiento mecánico
Línea 5
Almacenamiento electroquímico
Capacidades del CIEMAT en relación con Almacenamiento de Energía
2. Actividades en I+D+i
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Las más significativas …
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2.2. Hidrógeno como vector energético
Capacidades del CIEMAT en relación con Almacenamiento de Energía
2. Actividades en I+D+i
Almacenamiento químico
en forma de H2
Directo
Materiales de grafeno
Hidruros metálicos
Indirecto
LOHC: Liquid organic hydrogen carriers
(portadores de hidrógeno):
• Ciclo metanol
• Ciclo tolueno-metil-ciclohexano
Conversión a Combustibles
Portadores de energía:
• Biogas
• Biodiesel
• Métodos catalíticos y
electrocatalíticos
H2H2
Energía
Reformado
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2.3. Almacenamiento térmico
Capacidades del CIEMAT en relación con Almacenamiento de Energía
2. Actividades en I+D+i
Simulación de SAT (sensible/latente)
Comerciales (ANSYS, STAR-CCM+) & Programas propios
Evaluación y Caracterización Experimental
Materiales
viabilidad como medios de almacenamiento térmico
propuesta de nuevos materiales de cambio de fase (PCMs) y reacciones para almacenamiento termoquímico
Componentes y equipamientos (PROTOTIPOS)
Campañas de ensayo: estrategias de control y medidas
AgH(Madrid)
SUBMA (Almería)
Prototipo proyecto
REELCOOP (latente)
MOSA (lazo de sales de nitrato fundidas,
Almería)
BES-I & II
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2.4. Almacenamiento mecánico. Volantes de inercia
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2. Actividades en I+D+i
OMEGA-PLUS. ACE2
ENERGY 200MJ
TOTAL POWER 350 kVA
DC VOLTAGE. 1000 V
RPM 6.600
OMEGA
ENERGY 5MJ
TOTAL POWER 120 kVA
DC VOLTAGE. 1000 V
RPM 9.600
OMEGA-MOTOR
ENERGY -
TOTAL POWER 120 kVA
DC VOLTAGE 1000 V
RPM 9.600
First prototype of
Kinetic energy storage
device (1999)
SEDUCTOR Wind-Diesel
Generation. 2001
2010 SA2VE: Railway
substation. Energy saving.
2011 ACEBO:
Renewable and
SmartGrid applications
ACEBO
ENERGY 10MJ
TOTAL POWER 25 kW
DC VOLTAGE 1000 V
RPM 13.000
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2.5. Almacenamiento electroquímico
Capacidades del CIEMAT en relación con Almacenamiento de Energía
2. Actividades en I+D+i
- Caracterización y ensayo de baterías
comerciales para aplicaciones.
- Ensayo y caracterización de supercondensadores.
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Estudio de nuevos materiales para
electrodos de baterías y nuevos
sistemas redox para baterías de flujo en
medios no acuosos.
Integración en aplicaciones
mediante electrónica de potencia.
Desarrollo de sistemas híbridos y
operación coordinada de varios
sistemas de almacenamiento.
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2.6. Otras tecnologías y capacidades relacionadas con almacenamiento
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2. Actividades en I+D+i
Almacenamiento
magnético en bobinas
superconductoras
Dimensionado y selección de
sistemas de almacenamiento
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3. Instalaciones experimentales singulares
Capacidades del CIEMAT en relación con Almacenamiento de Energía
Lazo de ensayos para sistemas de
almacenamiento térmico de sales fundidas.
1/2”nom 20”
Optimización de control y operación
Validación de modelos de simulación
Caracterización de componentes:• Intercambiadores, bombas• Valvulas, caudalímetros,• etc
BES-I & II
El MOSA (MOlten SAlt test loop) es una réplica de un
sistema comercial de almacenamiento térmico con
sales fundidas, con una configuración de dos tanques.
Con 40 t de sales fundidas es, que se sepa, el sistema
experimental no comercial más grande de este estilo.
Se utiliza para:
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hidrocarburos combustibles (CH4 o SNG, metanol, DME, gasolinas): Power to X
Laboratorio de Integración de sistemas basados en hidrógeno
3. Instalaciones experimentales singulares
Capacidades del CIEMAT en relación con Almacenamiento de Energía
• Se utiliza para estudiar diferentes sistemas de almacenamiento de H2 en forma comprimida o en
hidruros, del hidrógeno generado por electrolisis a partir de solar fotovoltaica o eólica y para alimentar
a pilas de combustible.
• Tiene una capacidad de unos 35 m3 basado en hidruros metálicos, no disponible en ninguna otra
institución en nuestro país, con posibilidad de integrar cualquier sistema de almacenamiento de
hidrógeno basado en esta o en otras tecnologías.
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3. Instalaciones
experimentales singulares
Capacidades del CIEMAT en relación con Almacenamiento de Energía
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Laboratorio de integración de almacenamiento
en microrredes y en combinación con
renovables
Microrred que integra distintos tipos de
almacenamiento de energía (hidrobombeo,
baterías de varios tipos, y posibilidad de integrar
un volante de inercia y supercondensadores)
junto con solar PV y eólica para realizar gestión
de la red. Monitorización completa de la red.
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Laboratorio de almacenamiento híbrido de
energía e integración en red de tecnologías
3. Instalaciones experimentales singulares
Capacidades del CIEMAT en relación con Almacenamiento de Energía
Permite operar de forma coordinada varios sistemas
de almacenamiento: un volante de inercia, un
sistema de supercondensadores y un conjunto de
baterías, junto con un emulador de generación.
Permite probar en esquema de hardware-in-the-
loop, sistemas de almacenamiento y estrategias de
operación de sistemas híbridos.
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4. Diseminación, divulgación, transferencia tecnológica y formación.
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Publicaciones en revistas
con índice de impacto Divulgación tanto para el
público general como para
el especializado
Programas y cursos de
formación en esta temática
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GRACIAS POR SU INTERÉS
Marcos Lafoz Pastor
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