ES2371607A1 - Planta geotérmica con sistema de generación de electricidad y potencia modulante. - Google Patents
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Abstract
Planta geotérmica con sistema de generación de electricidad y potencia modulante, con circuito asociado al recurso geotérmico (2) que comprende Ciclo Orgánico de Rankine (ORC) (1), cuyo fluido impulsa una turbina (5), sistema de almacenamiento energético (3), con intercambiadores de descarga (11) y de carga (16 ) asociados al ORC y al circuito recurso geotérmico, y sistema de control que coordina la producción eléctrica y el almacenamiento de energía haciendo que el recorrido de los fluidos de trabajo varíe en función de la demanda eléctrica. En el ORC (1) el fluido es refrigerante R-245fa; y la turbina (5) que incorpora es de paso variable, específicamente diseñada para dicho fluido refrigerante R-245fa.
Description
Planta geotérmica con sistema de generación de
electricidad y potencia modulante.
La invención, tal como expresa el enunciado de
la presente memoria descriptiva, se refiere a una planta geotérmica
con sistema de generación de electricidad y potencia modulante,
aportando a la función a que se destina notables ventajas y
características de novedad, que se describirán en detalle más
adelante, que suponen una destacable mejora frente a otros sistemas
actualmente conocidos en el estado de la técnica para el mismo
fin.
Más en particular, el objeto de la invención se
centra en una planta geotérmica para producción de energía eléctrica
que presenta la particularidad de contar con un sistema modulante de
generación y potencia de dicha electricidad que permite sincronizar
la producción y la demanda de electricidad existente en cada
momento.
El campo de aplicación de la presente invención
se enmarca dentro del sector técnico de las energías renovables,
concretamente dentro del ámbito de la generación de electricidad a
partir de la energía geotérmica.
Actualmente, dentro del sector energético, la
producción de energía mediante fuentes de origen renovable ha
adquirido una relevancia especial. Uno de los principales
inconvenientes de la energía de origen renovable es la falta de
constancia de suministro energético, en muchos casos supeditada a
unas determinadas condiciones atmosféricas, climatológicas, etc. Sin
embargo, la energía geotérmica, en principio, no presenta este
inconveniente, dado que, mientras que el pozo geotérmico se
encuentra activo, la constancia en la producción energética puede
ser garantizada con bastante fiabilidad. Así pues, la energía
geotérmica se convierte en una fuente energética con un elevado
interés de explotación.
Por otra parte, la demanda energética tampoco es
constante sino que sufre modificaciones permanentemente, tanto a lo
largo de cada día como de manera estacional.
Lo interesante es que producción y demanda
energéticas se ajusten. Sobre la demanda no resulta posible tener un
control estricto. En cambio, sobre la producción con energía
geotérmica sí. Así pues, aprovechando este hecho, puede lograrse que
las curvas de demanda energética y producción mediante una fuente de
origen renovable se sincronicen a lo largo del tiempo.
Para lograr este fin, se conocen diversos
procedimientos en instalaciones solares, eólicas, pero no en plantas
geotérmicas, siendo este el objeto de la presente invención, es
decir, la sincronización de producción y la demanda de energía
eléctrica existente en cada momento mediante el uso de energía
geotérmica.
Así, como es sabido, la extracción de un fluido
caliente procedente del subsuelo permite generar una determinada
cantidad de energía eléctrica, constante a lo largo de todo el día.
No obstante, la curva de demanda eléctrica no es constante, sino que
sufre variaciones continuamente. El objetivo de la planta
preconizada es pues ajustar las curvas de producción y demanda para
que sean lo más similares posible.
Cabe señalar, además, que por parte del
solicitante se desconoce la existencia de ninguna otra invención o
plata geotérmica que presente unas características técnicas,
estructurales y constitutivas semejantes a las que presenta la que
aquí se preconiza.
Así, la planta geotérmica con sistema de
generación de electricidad y potencia modulante que la presente
invención propone se configura como una destacable novedad dentro de
su campo de aplicación, ya que, a tenor de su implementación y de
forma taxativa, se alcanzan satisfactoriamente los objetivos
anteriormente señalados como idóneos, estando los detalles
caracterizadores que lo hacen posible desarrollados detalladamente a
continuación y adecuadamente recogidos en las reivindicaciones
finales que acompañan a la presente memoria descriptiva.
De manera concreta lo que la invención preconiza
es una planta geotérmica para producción de electricidad que de
forma caracterizadora incluye un sistema de almacenamiento
energético para sincronizar la producción y la demanda de
electricidad existente en cada momento.
La producción eléctrica se logra gracias al
desarrollo de un Ciclo Orgánico de Rankine (ORC), siendo el fluido
que describe dicho ciclo el fluido refrigerante
R-245fa.
Por otro lado, hay que destacar que la
producción eléctrica y el sistema de almacenamiento actúan de manera
coordinada gracias al diseño de un sistema de control que permite
que en todo momento la generación de energía eléctrica en la planta
se aproxime lo máximo posible a la demanda real existente en cada
momento.
Así pues, en la invención existen tres elementos
clave: la utilización del fluido refrigerante
R-245fa en una instalación geotérmica mediante Ciclo
Orgánico de Rankine (ORC) para generación de electricidad; el
sistema de control, puesto que es el que permite aproximar curvas de
producción y demanda; y la optimización de una turbina de paso
variable para fluido refrigerante R-245fa.
Por su parte, en el proceso intervienen tres
fluidos: agua, empleada en el sistema de almacenamiento energético;
fluido geotérmico, extraído del subsuelo; y fluido orgánico, es
decir, el refrigerante R-245fa que recorre el ciclo
ORC.
El sistema de control permite que, en función de
si la demanda eléctrica es inferior o superior a la producción
nominal de energía eléctrica de la planta, el recorrido que
describen los tres fluidos de trabajo varíe.
De este modo, cuando la demanda eléctrica es
inferior al valor nominal, dicho recorrido de dichos tres fluidos es
el siguiente:
- Fluido geotérmico. Parte del fluido geotérmico
extraído es conducido al evaporador del ciclo ORC y otra parte al
sistema de almacenamiento energético, en función de las necesidades
de la demanda. Debe señalarse, además, que al evaporador únicamente
se dirige la mínima cantidad de fluido geotérmico necesaria para
poder evaporar la cantidad de fluido orgánico que en ese momento
está realizando el ciclo ORC. Y que, por otra parte, al descender el
nivel de demanda eléctrica el fluido geotérmico que no es requerido
en el ciclo orgánico es conducido al sistema de almacenamiento para
que así transfiera al agua la energía térmica que transporta.
- Fluido orgánico. El fluido orgánico que
abandona el condensador no atraviesa el sistema de almacenamiento,
sino que es conducido directamente al evaporador. Allí llega con una
temperatura de 95ºC (temperatura de cambio de fase) y completa con
éxito el proceso de evaporación.
- Agua del sistema de almacenamiento. El agua
sufre un incremento de temperatura, gracias a la energía térmica que
le está suministrando el fluido geotérmico.
Sin embargo, cuando la demanda eléctrica es
superior al valor nominal, el recorrido es:
- Fluido geotérmico. Todo el fluido geotérmico
extraído es conducido al evaporador del ciclo ORC. Allí su misión es
únicamente comenzar parte del proceso de evaporación que el fluido
orgánico completa al recibir energía del sistema de
almacenamiento.
- Fluido orgánico. El fluido orgánico comienza
su proceso de cambio de estado de líquido a vapor en el evaporador y
lo concluye gracias a la energía suministrada por el sistema de
almacenamiento.
- Agua del sistema de almacenamiento. El agua
sufre un descenso de temperatura, debido a la energía térmica que
cede al fluido orgánico.
Por otro lado, en lo que respecta a la elección
del fluido orgánico que describe el ciclo ORC es necesario recalcar
que la generación de energía eléctrica a partir de un recurso
geotérmico depende de dos factores: la temperatura a la que se halle
el recurso y el caudal que es posible extraer del subsuelo. Dichos
dos factores vienen determinados por la zona en la que se practique
la perforación para la extracción del recurso geotérmico y son, por
tanto, factores limitantes de la cantidad de energía eléctrica que
pueda generar la planta. En el caso de la planta aquí propuesta se
ha optado por la elección del fluido refrigerante
R-245fa porque, para una temperatura del recurso
geotérmico comprendida entre los 100ºC y 140ºC y un caudal próximo a
los 75 kg/s, se consiguen rendimientos del ciclo ORC muy
elevados.
Además del fluido orgánico, otro elemento
crítico en la generación de energía eléctrica de la planta, es la
turbina. Una turbina, como sabido, es una máquina de fluido que
permite transformar la energía del fluido que la atraviesa en
movimiento rotativo de un eje. De esta manera, acoplada al rotor de
un generador, es capaz de transformar la energía de fluido en
energía eléctrica.
Conviene aclarar que en la presente invención,
la turbina además ha de satisfacer dos requisitos no muy frecuentes
en este tipo de máquinas:
En primer lugar, cuando el fluido que atraviesa
la turbina se encuentra en estado gaseoso, la turbina suele ser o
bien de vapor o bien de gas. No obstante, en este caso se ha optado
por un fluido especial, el refrigerante R-245fa,
por lo que una turbina de diseño estándar no sería válida para el
presente proyecto.
En segundo lugar, la turbina debe funcionar
correctamente en un amplio rango de caudales, dado que es ésa la
manera en la que la planta modula la cantidad de energía eléctrica
generada, trasegando una mayor o menor cantidad de fluido orgánico a
través de la turbina.
Por tanto, se contempla la utilización de una
turbina en régimen variable de varias etapas para el fluido
refrigerante R-245fa.
La descrita planta geotérmica con sistema de
generación de energía y potencia modulante representa, pues, una
estructura innovadora de características estructurales y
constitutivas desconocidas hasta ahora para el fin a que se destina,
razones que unidas a su ventajosa utilidad práctica, la dotan de
fundamento suficiente para obtener el privilegio de exclusividad que
se solicita.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva, como parte integrante de la misma, de un juego de
planos, en los que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha
representado lo siguiente:
La figura número 1.- Muestra un esquema de la
planta geotérmica objeto de la invención, en el que se aprecian las
principales partes y elementos que la integran, distinguiéndose en
dicho esquema las tres partes diferenciadas de su proceso
productivo: el ciclo orgánico de Rankine, el circuito asociado al
recurso geométrico y el sistema de almacenamiento energético.
Las figuras número 2 y 3.- Muestran sendos
esquemas de los dos recorridos de los diferentes fluidos que
intervienen en el proceso de la planta y que, respectivamente,
corresponden al caso en que la demanda eléctrica es inferior a la
producción nominal (figura 2) y al caso en que la demanda eléctrica
es superior a la producción nominal.
A la vista de las mencionadas figuras, y de
acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un
ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende
las partes y elementos que se indican y describen en detalle a
continuación.
Así, tal como se observa en la figura 1, que
muestra el esquema de proceso de la planta preconizada, se pueden
distinguir tres partes claramente diferenciadas: un Ciclo Orgánico
de Rankine (también denominado ciclo ORC) (1), un circuito asociado
al recurso geotérmico (2) y un sistema de almacenamiento energético
(3), cuyos respectivos fluidos de trabajo (fluido refrigerante,
recurso geotérmico y el agua del sistema de almacenamiento)
describen un recorrido que varía en función de cuál sea la situación
de demanda eléctrica en relación a la producción nominal.
Para ello, el Ciclo Orgánico de Rankine (ORC)
(1) es un ciclo termodinámico que utiliza un fluido de trabajo
orgánico para producir electricidad. El fluido de trabajo se
calienta hasta la ebullición en un evaporador (4) y el vapor que se
expande se utiliza para impulsar una turbina (5). Dicha turbina (5)
puede utilizarse asimismo para impulsar un generador (6) que
convierte el trabajo en electricidad. El vapor del fluido de trabajo
vuelve a estado líquido en un condensador (7) y regresa al sistema
para volver a realizar el trabajo. La circulación del fluido a
través del circuito descrito se logra a través de una bomba (8),
contemplándose asimismo un depósito de condensados (17) y una torre
de refrigeración (18).
Adicionalmente, en un ejemplo preferido de
realización la planta, se optimiza dicho ciclo mediante la inclusión
de dos intercambiadores de calor, recuperador (9) y precalentador
(10), que incrementan el rendimiento del ciclo y favorecen el
aprovechamiento energético del recurso geotérmico extraído del
subsuelo. El recuperador (9) permite que la temperatura del
refrigerante a la salida de la turbina (5) disminuya hasta la
temperatura de condensación y que aumente a la salida de la bomba
(8). El precalentador (10), al igual que el recuperador (9),
favorece el incremento de temperatura del refrigerante antes de
atravesar el evaporador (4) pero en este caso aprovechando la cesión
de calor que realiza el fluido geotérmico.
Además, si la demanda eléctrica es superior a la
producción nominal de la planta, interviene otro intercambiador en
el circuito del fluido refrigerante, el intercambiador de descarga
(11) del sistema de almacenamiento energético (3). Este
intercambiador permite que el fluido refrigerante complete su
proceso de evaporación gracias a la transferencia de energía térmica
que realiza el agua que circula de un depósito de agua caliente (12)
a un depósito de agua fría
(13).
(13).
En referencia al circuito asociado al recurso
geotérmico (2), el fluido geotérmico se extrae del subsuelo
(mediante sistemas convencionales referenciados con (14) en los
esquemas) con objeto de aprovechar su contenido energético y
posteriormente se reinyecta en el interior de la Tierra (en otro
punto referenciado con (15)). Dicho fluido geotérmico, en la planta
preconizada describe un circuito con dos trayectorias claramente
diferenciadas, en función de si la demanda eléctrica es superior o
inferior a la producción nominal de energía eléctrica de la
planta.
Así, si la producción es superior al valor
nominal, todo el recurso geotérmico es conducido al evaporador (4)
(figura 3). En cambio, si es inferior, parte del fluido se conduce
al sistema de almacenamiento energético (3), en concreto a un
intercambiador de carga (16), y únicamente la cantidad de fluido
geotérmico estrictamente necesaria para completar el proceso de
evaporación del fluido refrigerante es conducida al evaporador (4),
tal como muestra el esquema de la figura 2.
Por su parte, el sistema de almacenamiento
energético (3) consta de dos depósitos de agua ya mencionados, uno a
temperatura superior a 95ºC (depósito de agua caliente (12)) y otro
a temperatura inferior a 95ºC (deposito de agua fría (13)). Dicho
sistema igualmente puede hallarse en dos estados diferentes según la
demanda: estado de carga y de descarga.
Así, cuando la demanda eléctrica es inferior a
la producción nominal (figura 2), el sistema de almacenamiento
energético (3) se encuentra en estado de carga. El agua circula del
depósito frío (13) al caliente (12) incrementando su temperatura en
el intercambiador de carga (16) gracias a la energía que le
transfiere el recurso geotérmico a cuyo circuito se encuentra
asociado.
Por su parte, cuando la demanda es superior a la
producción nominal (figura 3) el sistema de almacenamiento
energético (3) comienza a descargarse. El agua circula del depósito
caliente (12) al frío (13) atravesando el intercambiador de descarga
(11), en el cual cede energía al fluido refrigerante del ciclo ORC
(1) al que se encuentra asociado.
Así por ejemplo, en un caso concreto pero no
limitativo de su alcance, cuando el caudal y la temperatura de
recurso geotérmico se encuentran entre los siguientes rangos:
Caudal: 60-80 kg/s.
Temperatura: 100- 120ºC.
Se puede lograr una producción de energía
eléctrica de 1.2 MW.
De esta manera, cuando las condiciones
existentes en un determinado punto del subsuelo sean las citadas
anteriormente, se puede garantizar un suministro eléctrico de 1.5
MW.
La manera de efectuar tal suministro es
dimensionar un sistema de almacenamiento energético con capacidad
suficiente como para almacenar la energía excedentaria producida en
la instalación. En este caso, la energía excedentaria correspondería
a la diferencia existente entre los 1.2 MW y la demanda real en ese
momento.
Por otra parte, cuando la demanda alcanzase
valores comprendidos entre 1.2 y 1.5 MW, el sistema de
almacenamiento energético se descargaría permitiendo que la
instalación satisficiese ese pico de demanda energética.
Es importante destacar que para el descrito
funcionamiento de la planta, ésta cuenta con un sistema de control
que comprende sensores y medidores de caudal, sensores e indicadores
de temperatura, sensores e indicadores de presión, sensores e
indicadores de potencia, sensores e indicadores de nivel, sensores e
indicadores de fracción de vapor y elementos de transmisión de señal
que permiten controlar la energía eléctrica que genera dicha planta
y la energía que se almacena o se extrae del sistema de
almacenamiento energético (3) que incorpora.
Asimismo dispone de un subsistema de control de
la turbina (5) de paso variable prevista en el descrito Ciclo
Orgánico de Rankine (1), la cual está diseñada específicamente para
fluido refrigerante R 245fa, prefiriéndose dicho fluido refrigerante
dado que, para una temperatura del recurso geotérmico comprendida
entre los 100ºC y 140ºC y un caudal próximo a los 75 kg/s, se
consiguen rendimientos del ciclo ORC muy elevados.
Además, dicha turbina estará diseñada en régimen
variable de varias etapas para el fluido refrigerante
R-245fa.
Por su parte, se contempla asimismo a existencia
de otro subsistema de control del sistema de almacenamiento
energético (3) que acciona los elementos mecánicos necesarios para
permitir la extracción o almacenamiento de energía en el mismo.
Descrita suficientemente la naturaleza de la
presente invención, así como la manera de ponerla en práctica, no se
considera necesario hacer más extensa su explicación para que
cualquier experto en la materia comprenda su alcance y las ventajas
que de ella se derivan, haciendo constar que, dentro de su
esencialidad, podrá ser llevada a la práctica en otras formas de
realización que difieran en detalle de la indicada a título de
ejemplo, y a las cuales alcanzará igualmente la protección que se
recaba siempre que no se altere, cambie o modifique su principio
fundamental.
Claims (5)
1. Planta geotérmica con sistema de generación
de electricidad y potencia modulante, que contempla un circuito
asociado al recurso geotérmico (2) en que el fluido geotérmico se
extrae del subsuelo con objeto de aprovechar su contenido energético
y posteriormente se reinyecta en el interior de la Tierra,
caracterizada por el hecho de comprender,
- un Ciclo Orgánico de Rankine (ORC) (1), cuyo
fluido de trabajo se calienta en un evaporador (4) para impulsar una
turbina (5) con el vapor que se expande y que a su vez se utiliza
para impulsar un generador (6) volviendo a estado líquido en un
condensador (7),
- y un sistema de almacenamiento energético (3),
basado en la circulación de agua a través de sendos intercambiadores
de descarga (11) y de carga (16) asociados respectivamente al ORC y
al circuito asociado al recurso geotérmico,
- contando con un sistema de control dotado de
sensores e indicadores de caudal, temperatura, presión, potencia,
nivel, fracción de vapor y elementos de transmisión de señal que
coordina la producción eléctrica y el almacenamiento de energía
haciendo que el recorrido que describen los tres fluidos de trabajo,
es decir, el fluido geotérmico, el fluido orgánico del ORC y el agua
del sistema de almacenamiento, varíe en función de si la demanda
eléctrica es inferior o superior a la producción nominal de energía
eléctrica de la planta.
2. Planta geotérmica con sistema de generación
de electricidad y potencia modulante, según la reivindicación 1,
caracterizado por el hecho de que en el Ciclo Orgánico de
Rankine (ORC) (1) el fluido que se utiliza es fluido refrigerante
R-245fa; y porque la turbina (5) que incorpora es de
paso variable, estando específicamente diseñada para dicho fluido
refrigerante R-245fa.
3. Planta geotérmica con sistema de generación
de electricidad y potencia modulante, según la reivindicación 2,
caracterizado por el hecho de que la turbina (5) está
diseñada en régimen variable de varias etapas para el fluido
refrigerante R-245fa.
4. Planta geotérmica con sistema de generación
de electricidad y potencia modulante, según las reivindicaciones 1 a
3, caracterizado por el hecho de que el sistema de
almacenamiento energético (3) consta de dos depósitos de agua, uno a
temperatura superior a 95ºC (depósito de agua caliente (12)) y otro
a temperatura inferior a 95ºC (depósito de agua fría (13)) entre los
que se contemplan el intercambiador de descarga (11) asociado al ORC
y el intercambiador de carga (16) asociado al circuito del recurso
geotérmico.
5. Planta geotérmica con sistema de generación
de electricidad y potencia modulante, según las reivindicaciones 1 a
3, caracterizado por el hecho de que, opcionalmente, el ORC
(1) se optimiza mediante la inclusión de dos intercambiadores de
calor, recuperador (9) y precalentador (10).
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| CN104074691B (zh) * | 2014-06-23 | 2017-06-06 | 天津理工大学 | 一种低排放温度的地热能耦合发电循环系统及其工作方法 |
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4157730A (en) * | 1975-11-13 | 1979-06-12 | Commissariat A L'energie Atomique | System for the storage and recovery of heat in a captive layer |
| US4291757A (en) * | 1980-05-28 | 1981-09-29 | Westinghouse Electric Corp. | Multiple heat pump and heat balancing system for multi-stage material processing |
| US4794882A (en) * | 1986-05-02 | 1989-01-03 | Santo A/S | Method of operating a combustion plant, and a plant for carrying out the method |
| US20030029169A1 (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-13 | Hanna William Thompson | Integrated micro combined heat and power system |
| US20050269211A1 (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-08 | Zachar Oron D | Method of and apparatus for producing hydrogen using geothermal energy |
| DE102004048932A1 (de) * | 2004-10-07 | 2006-04-20 | Sundermann-Peters, Bernhard M., Dipl.-Ing. | Kraftwerk mit erhöhter Wirtschaftlichkeit und Verfahren zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit eines Kraftwerkes |
| US20060137349A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-06-29 | Tassilo Pflanz | Power plant system for utilizing the heat energy of geothermal reservoirs |
| WO2009064378A2 (en) * | 2007-11-09 | 2009-05-22 | Ausra, Inc. | Efficient low temperature thermal energy storage |
-
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-
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4157730A (en) * | 1975-11-13 | 1979-06-12 | Commissariat A L'energie Atomique | System for the storage and recovery of heat in a captive layer |
| US4291757A (en) * | 1980-05-28 | 1981-09-29 | Westinghouse Electric Corp. | Multiple heat pump and heat balancing system for multi-stage material processing |
| US4794882A (en) * | 1986-05-02 | 1989-01-03 | Santo A/S | Method of operating a combustion plant, and a plant for carrying out the method |
| US20030029169A1 (en) * | 2001-08-10 | 2003-02-13 | Hanna William Thompson | Integrated micro combined heat and power system |
| US20050269211A1 (en) * | 2004-06-07 | 2005-12-08 | Zachar Oron D | Method of and apparatus for producing hydrogen using geothermal energy |
| DE102004048932A1 (de) * | 2004-10-07 | 2006-04-20 | Sundermann-Peters, Bernhard M., Dipl.-Ing. | Kraftwerk mit erhöhter Wirtschaftlichkeit und Verfahren zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit eines Kraftwerkes |
| US20060137349A1 (en) * | 2004-12-23 | 2006-06-29 | Tassilo Pflanz | Power plant system for utilizing the heat energy of geothermal reservoirs |
| WO2009064378A2 (en) * | 2007-11-09 | 2009-05-22 | Ausra, Inc. | Efficient low temperature thermal energy storage |
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