Persiguiendo el objetivo CSP a US$50MWh al 2025: Retos en...
12
Persiguiendo el objetivo CSP a US$50MWh al 2025: Retos en Almacenamiento Térmico Solar Dr. Angel G. Fernández Email: [email protected]
Transcript of Persiguiendo el objetivo CSP a US$50MWh al 2025: Retos en...
Persiguiendo el objetivo CSP a US$50MWh al 2025: Retos en
Almacenamiento Térmico Solar
Dr. Angel G. FernándezEmail: [email protected]
www.cdeaua.cl
1.1c$1.8c$
1.3c$0.8c$
CHILE5c$
Proyeccion de reduccion de costes al 2025
www.cdeaua.cl
MineralName ChemicalFormulation
MineralName Chemical Formulation
Anhydrite CaSO4 Kernite Na2B4O7*4H2OAragonite CaCO3 Langbeinite K2SO4*2MgSO4Arcanite K2SO4 Leonite K2SO4*MgSO4*4H2OBischofite MgCl2*6H2O Loweite K2SO4*MgSO4*2.5H2OBloedite Na2SO4*MgSO4*4H2O Magnesite MgCO3
Borax Na2B4O7*10H2O Glauberite Na3SO4*10H2OBurkeite Na2CO3*Na2SO4 Nahcolite NaHCO3Calcite CaCO3 Niter KNO3
Carnallite MgCl2*KCl*6H2O Polyhalite K2SO4*MgSO4*2CaSO4*2H2OColemanite Ca2BeO11*5H2O Pinsonite Na2CO3*CaCO3*2H2ODolomite CaMg(CO3)2 Schoenite K2SO4*MgSO4*6H2OEpsomite MgSO4*7H2O Sylvinite KCl+NaClGaylusite Na2CO3*CaCO3*5H2O Sylvite KClGlaserite 3K2SO4*Na2SO4 Syngenite K2SO4*CaSO4*H2OGypsum CaSO4*2H2O Tachyhdrite CaCl2*2MgCl2*12H2OHalite NaCl Thenardite Na2SO4
Hexahydrate MgSO4*6H2O Trona Na2CO3*NaHCO3*2H2OHydrophilite CaCl2 Ulexite NaCaB5O9*8H2O
Kainite 4KCl*4MgSO4*11H2O Vanthoffite 3Na2SO4*MgSO4Kaiserite MgSO4*H2O
SalineMineralsintheChileanNitrateDepositsHalides
Halides NaClNitrates
Nitratine NaNO3Niter KNO3
Darapskite Na3(SO4)(NO3)*H2OHumberstonite K3Na7Mg2(SO4)6(NO3)2*6H2O
SulfatesThenardite Na2SO4Astrakanite Na2SO4*MgSO4*4H2OMirabilite Na2SO4*10H2OGlauberite Na2Ca(SO4)2Blodite Na2Mg(SO4)2*4H2OKieserite MgSO4*H2OEpsomite MgSO4*7H2OGypsum CaSO4*2H2OAnhydrite CaSO4
IodatesandChromatesLautarite Ca(IO3)2Bruggenite Ca(IO3)2*H2O
Hectorfloresite Na9(IO3)(SO4)4Dietzeite Ca2(IO3)(CrO4)
Tarapacaite K2CrO4Lopezite K2Cr2O7
BoratesUlexite NaCaB5O6(OH)6*5H2O
Probertite NaCaB5O7(OH)4*3H2OGinorite Ca2B14O23*8H2O
Hydroboracite CaMgB6O8(OH)6*3H2OKaliborite KHMg2B12O16(OH)10*4H2OIquiqueite Na4K3Mg(CrO4)B24O39(OH)*12H2O
El Norte de Chile contiene losyacimientos con mayor potencial(nitratos, carbonatos, sulfatos…) paraser economicamentes extraidos de sufuente natural mineral
Potencial de materiales almacenamiento Chile
www.cdeaua.cl
Almacenamiento Energia solar: Potencial sales Li
ØPropuestadelLiNO3 comomaterialdealmacenamientotermicosolar
ØPropiedades:
ØDisminucion delpuntodefusionØMejoraenlaestabilidadtermicaØMejoraenlacapacidadcalorifica delasalà Aumento enladensidadenergetica dealmacenamiento
ØReduccion enelpotencialcorrosivodelasal
ØDesventajas:ØViscosidadØCoste
ØUsodesalesamayorTdealmacenamiento
ØCarbonatos:Li2CO3ØCloruros:LiCl
www.cdeaua.cl
Sal Fundida (wt.%)Rango
Temperatura (°C )
Viscosidad a 250°C (cP)
Corrosión en acero A516 a
390°C (mm/año)
DensidadEnergía(MJ/m3)
Ref
60 NaNO3 ‒ 40 KNO3
221‒589 5.51 0.097 550 [1]
30 LiNO3 ‒ 10 Ca(NO3)2 ‒ 60
KNO3
134‒567 5.72 0.027 607 [2]
10 LiNO3 ‒ 10 Ca(NO3)2 ‒ 60
KNO3 ‒ 20 NaNO3
132‒580 5.78 0.013 680 [3,4]
30 LiNO3 ‒ 57 KNO3 ‒ 13 NaNO3
120-600 5.65 0.021 835 NA
[1] Fernandez A.G. et al. MoltenSaltCorrosionofStainlessSteelsandLow-CrSteelinCSPPlants.OxidationofMetals:Volume78,Issue5(2012),Page329-348[2] Fernandez A.G. et al. DevelopmentofnewmoltensaltswithLiNO3 andCa(NO3)2 forenergystorageinCSPplants.Applied EnergyVol 119(2014)Pag.131-140[3] Cabeza L.F. et al. Lithiuminthermalenergystorage:Astate-of-the-artreview”,Renewable&SustainableEnergyReviews.2015.Vol42,1106-1112.[4] Fernandez A.G. et al. Thermophysical properties andcorrosion characterizationoflow cost lithium containing nitrate salts produced innorthern Chilefor thermal energy storage.AIPConference Proceedings,2016,1734,pag 500141-500146
Resultados sales Li ternarias/cuaternarias
www.cdeaua.cl
Planta Piloto Sales Fundidas Antofagasta
www.cdeaua.cl
Pruebas fusion planta piloto
Ø Handicaps?
Ø AltocostesalesLiØ InexistenciadeproveedoresanivelindustrialdeLiNO3
www.cdeaua.cl
Natural Resources
Propuesta Extraccion LiNO3
www.cdeaua.cl
Estudio economico sales Li
Parameter
BaselineSolarSalt(60%NaNO3
+40%KNO3)LiBasedSalt(30wt%LiNO3+57wt%KNO3+13wt%NaNO3)
Cold Tank
Material
Volume, 𝑉" (𝑚$)
Temperature (º C)
ASTMA51670
15700
288
ASTMA51670
8888
150Hot Tank
Material
Volume, 𝑉" (𝑚$)
Temperature (º C)
Alloy tensile strength (psi)
347
16500
565
16900
347
9519
565
16900Salt Requirements (MT) 25682 13475
$8,00
$13,00
$18,00
$23,00
$28,00
TESDirectCo
st($/kWh-t)
LINO3TonnePrice ($)TESDirectCost SolarSalt(currentcost)
Objetivo0.9c$/MWht
www.cdeaua.cl
Ø ElLCOEparaplantasCSPeneldesiertodeAtacamaesun30%masbajoqueenotraslocalizacionesfavorablesanivelmundial.
Ø ElaltovalordeDNIenelnortedeChilesumadoalassalespresentesenestazonasonlaclaveparafuturosdesarrollos.
Estudio economico sales Li
www.cdeaua.cl
Ø Objetivo0.9c$/MWht enalmacenamientoesposibleconelusodesalesternariasbaseLi
Ø AdicióndeLiNO3 asalsolarincrementaelrangodetrabajo ydensidadenergéticadealmacenamientoensistemasCSP
Ø Optimizaciónderangosdetrabajodesalessolaresenescalalaboratorioypiloto
Ø ProducciónindustrialdeLiNO3 chilenodebajocostedesdesalmueras
Ø Resultadospodrianserinclusomasoptimistasmedianteladisminuciondecostesindirectosdeoperación
Ø MenortemperaturadeseguridadparaevitarsolidificacionØ Materialesmaseconomicos
Conclusiones
GRACIAS POR SU ATENCIÓ[email protected]
