Análisis económico de planta prototipo de generación solar con almacenamiento térmico para cliente minero

Abstract

Debido a la actual crisis climática, la búsqueda de reemplazar el uso de energías contaminantes por energías renovables es fundamental para disminuir el calentamiento global que está afectando cada año más a nuestro país y el mundo. Sequías de un 70 % entre las regiones de Coquimbo y el Bío Bío, el aumento de temperatura media crece 0.13oC por década y las olas de calor están afectando directamente al ser humano y otras especies. Sin embargo, aún estamos a tiempo para cambiar nuestros métodos y Chile ya se encuentra en este proceso, comprometiéndose a tener una generación de energía con cero contaminantes comprometiéndose a alcanzar la neutralidad de emisiones en la generación de energía. Por lo anterior y, sumando que Chile tiene una alta demanda energética en la industria minera ubicada en el norte del país (sector privilegiado por su recurso solar), en este trabajo de título se buscará estudiar la viabilidad económica de una planta de generación eléctrica pequeña que combina paneles fotovoltaicos y una planta termosolar con almacenamiento térmico para demostrar la factibilidad de implementar un sistema de este tipo en la industria minera. Para esto, se analizará el costo de inversión, costos de mantención a lo largo de la vida útil de la planta y la energía que esta generará. Debido a que el cliente es una minera, se deberán estudiar los indicadores pertinentes que ayudarán a la toma de decisión sobre la factibilidad de aplicar este proyecto y, además, se debe comparar este mismo a su competencia en el mercado. Se utilizará el software SAM (System Advisor Modeling) y PYTHON para modelar el sistema híbrido de la planta solar y así obtener las características que definirán la generación eléctrica. Si bien, se han implementado sistemas que aprovechan la energía solar para proveer electricidad a los grandes clientes libres, la mayoría sólo contemplan la tecnología fotovoltaica la cual puede generar sólo durante el día. Hasta hoy, no se han aprovechado todas las tecnologías disponibles para utilizar la energía solar en la industria minera. Esto en parte es debido a la incertidumbre que causa invertir en una tecnología no utilizada en la historia de la minería, por lo que esta tesis aportará con una investigación que ayude a comprobar la viabilidad de apostar por este tipo de tecnología que ayudará a combatir el calentamiento global. Se eligieron como resultados las configuraciones óptimas de plantas de Energía Solar Concentrada (CSP) más Fotovoltaica para cada localidad, las cuales se caracterizan por una combinación superior de indicadores tecnoeconómicos. Posteriormente, estas configuraciones fueron comparadas con los indicadores de una planta termoeléctrica a carbón, concluyendo que es factible reemplazarla con dos de las tres plantas propuestas, ya que estas pueden generar la misma cantidad de energía. No obstante, es importante destacar que este reemplazo se logra a expensas de un mayor costo por energía generada.