CSP-PTC-TES solar collector plant as photovoltaic-hybrid generation system technical-economic feasibility study

Resumen

En los próximos años la necesidad de la inversión en nuevas tecnologías de generación eléctrica en el Perú será inminente, pues la inmensa mayoría de la demanda eléctrica del Perú es cubierta exclusivamente por energía hídrica y térmica por gas natural, no obstante, incluso entre las energías renovables, representadas tan solo en un 5% de la matriz energética peruana, entre los cuales no hay participación alguna de otras que no sean las solares fotovoltaicas (PV) y eólicas convencionales. lo que hace de la mezcla energética un modelo no sostenible en el futuro. Una fuente de energía con un gran potencial en el sur del Perú es la energía termosolar de concentración (CSP) con almacenamiento térmico (TES) que ofrece la ventaja de producir electricidad inclusive durante la noche y especialmente en horas punta. En este marco, esta tesis tuvo como propósito diseñar una planta híbrida entre tecnología fotovoltaica y tecnología termosolar de cilindro parabólico (PTC) con el fin de aprovechar las cualidades de ambas: la generación inmediata de las PV en el día y la generación almacenable de las CSP-PTC con TES en la noche. Tras comprenderse el funcionamiento de los equipos y los medios para dimensionar el sistema, se identificó una zona de emplazamiento que cuenta con las características esenciales para un proyecto solar, así como un fluido caloportador (HTF) capaz de almacenar grandes cantidades de energía. Considerando las variables técnicas y económicas de mayor importancia, se propusieron múltiples escenarios de generación para hallar el costo nivelado por energía (LCOE) más cercano al precio spot del mercado eléctrico peruano durante la siguiente década. Una planta híbrida con 15 horas de almacenamiento y 9 horas de producción fotovoltaica fue identificada como la opción más viable económicamente entre el 2025 y 2027; mientras que, una planta con la misma producción sin PV obtuvo el LCOE más alto, con 10% adicional. Los resultados probaron la viabilidad de una central CSP-PTC-TES-PV en base a sus horas de almacenamiento térmico, su tasa interna de retorno y su escenario de costos de inversión de presentarse las condiciones óptimas en el mercado.

Fecha de lectura	2021
Idioma original	Español (Perú)
Supervisor	Eunice Villicaña Ortiz (Asesor)