29 Junio 2017

ENERMACEnergías Renovables y Eficiencia Energética

Desarrollo Sostenible de África Occidental e Islas de la Macaronesia

(MAC/1.1a/117)

Gonzalo Piernavieja IzquierdoInstituto Tecnológico de Canarias

UNICV - Universidade de Cabo Verde

DGECV - Direção Geral da Energia de Cabo Verde

AEB - Aguas e Energia da Boa Vista SA

Consorcio Proyecto ENERMACENTIDADES PARTICIPANTES BENEFICIARIAS DEL FEDERITC - Instituto Tecnológico de Canarias, S.A. (Jefe de Fila) CanariasAREAM - Agência Regional da Energia e Ambiente da Região Autónomada Madeira Madeira

ULPGC - Universidad de Las Palmas de Gran Canaria CanariasULL - Universidad de La Laguna CanariasMITI - Madeira Interactive Technologies Institute-Associação MadeiraCOAGC - Colegio Oficial de Arquitectos de Gran Canaria CanariasConsejería de Economía, Industria, Comercio y Conocimiento del Gobierno de Canarias Canarias

DRET - Direção Regional da Economia e Transportes MadeiraFECAM - Federación Canaria de Municipios CanariasCabildo Insular de El Hierro CanariasCabildo Insular de Lanzarote Canarias

PARTICIPANTES DE TERCEROS PAÍSESUNICV - Universidade de Cabo Verde Cabo VerdeUNA - Universidad de Nouakchott Al Aasriya MauritaniaDGECV - Direção Geral da Energia Cabo Verde

PARTICIPANTES ASOCIADOSAEB - Aguas e Energia da Boa Vista SA Cabo Verde

Objetivo Específico 1 - Planificación Energética

Actividad 2.1.1 Infraestructuras de EERR marinas y terrestres

Actividad 2.1.2 Movilidad baja en carbono

Actividad 2.1.3 Modelización para la optimización de la planificación energética

Objetivo Específico 2- Uso racional de la energía

Actividad 2.2.1 Integración de calor solar en procesos industriales

Actividad 2.2.2 Biomasa: valorización energética de residuos

Actividad 2.2.3 Eficiencia Energética

Objetivo Específico 3 - Análisis de Redes Eléctricas y Microrredes

Actividad 2.3.1 Estudios de red de sistemas eléctricos

Actividad 2.3.2 Optimización de la penetración de EERR en redes eléctricas

Actividad 2.3.3 Diseño, implementación y operación de microrredes

Objectivos del projecto

+ = Réduction

Act 2.1.1 - Planificación de estrategias de implantación deinfraestructuras de EERR marinas y terrestres

• Recopilación y estudio de las cartografías eólicas, solares y biomasa existentes

• Estudio del potencial eólico offshore

• Análisis de las planificaciones eólicas actuales

• Identificación de emplazamientos con potencial para el desarrollo eólico y solar asociado a sistemas de almacenamiento en redes eléctricas débiles

• Identificación de las limitaciones técnicas del desarrollo eólico y solar

• Proponer y analizar proyectos demostrativos de sistemas de EERR con almacenamiento energético

Vehículo Eléctrico es una carga gestionable, e instrumento estratégico para lograr unamayor penetración de EERR. Promoción del vehículo eléctrico, garantizando trazabilidaden el origen renovable de la energía primaria

Biometano como combustible de automoción:Producción de biogás a partir de residuos orgánicos, para su posterior enriquecimiento y obtención de biometano

Otros vectoresenergéticos:la producción de H2 a partir de EERR, permitirá disponer de un combustible Totalmente limpio

Act 2.1.2 Planificación de la movilidad baja en carbono

Desarrollo de herramientas (GAMS- General Algebraic Modelling System) de planificación y modelado dinámico de mercados energéticos, y optimización de despachos eléctricos en escenarios de máxima penetración de EERR, considerando restricciones técnicas y económicas

Planificación para un mix energético óptimo en coste, conmáximo nivel de autosuficiencia energética maximizandoEERR existente, y cumpliendo con requerimientos decalidad y seguridad del suministro, con restriccionesexistentes.

Estudios de viabilidad de proyectos de EERR

Apoyo técnico a los Gobiernos en la definición de la política energética regional, principalmente relativa a la promoción de EERR y URE

Act. 2.1.3 - Modelización para la optimización de la planificación energética

El 75% del consumo de energía final en procesos industrialesse debe a la demanda de calor

Aproximadamente el 30% de la demanda de calor enprocesos requiere temperaturas inferiores a 100 °C

• Identificar proceso/s con potencial para incorporarcalor solar (agricultura, conservación de pescado,turismo, actividades mineras,…)

• Auditoría energética para detectar espacios para lautilización de EST en los proceso

• Modelado/simulación del proceso y el sistema deenergía solar que permita evaluar a largo plazo elrendimiento del sistema propuesto y su viabilidadeconómica.

Act. 2.2.1- Integración de calor solar en procesos industriales

Biomasa: Estudio y cuantificación de residuos orgánicos, susceptibles de ser utilizados como biomasa energética en procesos de valorización energética

La falta de agua, la orografía compleja y otras restricciones impiden el desarrollo eficiente decultivos energéticos en las islas. La energía de la biomasa disponible se limita a los residuos.La recuperación de energía de Residuos Sólidos urbanos, lodos de depuradora, residuosganaderos, agrícolas, y forestales

La valorización energética es un elemento clave en la lucha por reducir los volúmenes de residuos que se acumulan en los vertederos del archipiélago

Los biodigestores convierten la fracción orgánica de residuos en productos utilizables: biogás (metano 40-75%) y fertilizante

Act. 2.2.2 - Biomasa: valorización energética de residuos

Actuacionessectoriales

Doméstico, turístico, industrial, comercial, público, transporte, transformación de la energía

• Aumentar la eficiencia (Sector Eléctrico, Sector Industrial, Sector Terciario y Residencial Privado)

• Reducir consumo productos petrolíferos en transporte (terrestre, aéreo y marítimo)

• Reducir consumo en Organismos Públicos

• Intensidad Energética: disminuir la cantidad de energía (primaria) necesaria para producir una unidad de PIB

• Ahorro y Cogeneración

• Impacto Ambiental: Reducción de Emisiones de CO2

Adopción del consumo racional de energía por parte de la población

Actividad 2.2.3 - Eficiencia Energética

• Análisis estacionario de flujo de potencia

• Análisis estacionario de cortocircuito

• Análisis de la capacidad de transporte

• Análisis de la estabilidad por colapso de la tensión

• Identificación de las necesidades de compensación de energía reactiva

• Análisis de estabilidad dinámica de la tensión y la frecuencia

• Análisis de transitorios de conexión y desconexión.

• Integración de sistemas de EERR

• Análisis de necesidades de almacenamiento energético

• Estudio de coordinación de protecciones

Réseau électrique

Barre 2

Barre 3

Barre 4

Barre 5

Barre 6Barre 7

Barre 8

Barre 9

Barre 10

Barre 11

Barre 12

Barre 13Barre 14

C

G

G

C G

G G

G C

Modelado con PSS®E v32

Actividad 2.3.1 - Estudios de red de sistemas eléctricos

Elaboración de modelos matemáticos para simular el comportamiento dinámico de sistemas eléctricos insulares, y soluciones para superar barreras a la penetración de EERR

El almacenamiento energético es clave para maximizar la penetración de las EERR en redes eléctricas débiles

• Soluciones para almacenar excedentes energéticos en horas valle para posteriormente cubrir picos de demanda.

• Vectores energéticos para el uso de EERR en el transporte

Gestion de la demanda

• El sector residencial el 30 % de la demanda eléctrica• La producción de ACS el 30-40 % de la demanda eléctrica del sector residencial

20% del consumo de electricidad en desalación

Act. 2.3.2 - Optimización de la penetración de energías renovables en redes eléctricas

Agua de mar 430,000 m³/d 167 plantas

Agua salobre 150,000 m³/d 146 plantas

Electrónica de potencia: optimización de la integración de EERR en sistemas aislados y redesdébiles

Sistemas eólico-diesel para redes aisladas o microrredes

Desarrollo de sistemas de control avanzados para sistemas eléctricos débiles o microrredes

Modelado en PSAT

Modelado y validación de equipos

Análisis de necesidades de almacenamiento a corto y medio plazo con objeto de mejorar la estabilidad dinámica

Act. 2.3.3 - Diseño, implementación y operación de microrredes

Act. 2.3.3 Diseño, implementación y operación de microrredes

Actividades en Cabo Verde

Act. 2.3.2 Optimización de la penetración de energías renovables en redes eléctricas

Act. 2.2.2 Biomasa: valorización energética de residuos

Act. 2.2.1 Integración de calor solar en procesos industriales

Act. 2.1.3 - Modelización para la optimización de la planificación energética

Actividad 2.2.1: Integración de calor solar en procesos industriales

1. Estudio del potencial de utilización de calor solar en procesosindustriales en Canarias y Cabo Verde

2. Evaluación del funcionamiento de instalaciones de captadores deconcentración termosolares de media temperatura para la producciónde calor solar para procesos industriales en Canarias y Cabo Verde

Estudios previstos

Socios: UNICV - Universidade de Cabo Verde, ITC - Instituto Tecnológico de Canarias, S.A.

2017Estimación del consumo de energía térmica en la industria (inventario, catálogos,etc…). Procesos, temperaturas de operación, energía, costes, riesgos de suministroenergético Identificación de procesos industriales con gran potencial para laintegración de sistemas de producción de calor solar (en Canarias y Cabo Verde)

2018

Evaluación de tecnología termosolar disponible en el mercado (fabricantes,productos). Oportunidades e identificación de barreras para la integración de latecnología termosolar en cubiertas industriales. Esquemas de certificación decalidad aplicables a los equipos termosolares. Evaluación de fiabilidad, durabilidad yrequisitos de mantenimiento específicos de captadores de concentracióntermosolar.

2019

Elaboración de modelo desarrollado en TRNSYS (Transient Systems SimulationProgram) para evaluar la producción energética anual de una instalación decaptadores termosolares de concentración de media temperatura en un procesoindustrial tipo

Esquema de desarrollo previsto:

Actividad 2.2.1: Integración de calor solar en procesos industriales

2017 • Definición y adquisición de un kit básico de materiales y componentes de sistemas deenergía solar para actividades formativas en condiciones CIP (Transporte y Seguropagados hasta su ubicación en Cabo Verde).

2018

• Workshop (Pozo Izquierdo) para la transferencia de know-how sobre normativa deensayos y certificación de captadores solares térmicos para la puesta en marcha de unlaboratorio de ensayos de captadores solares térmicos en Cabo Verde.

• Análisis de los requisitos estructurales necesarios para la integración de equipos deconcentración termosolar en naves industriales. Normativas urbanísticas que afectanla integración de equipos de concentración termosolar en las cubiertas de navesindustriales (recurso externo)

2019

• Auditoría Energética en proceso seleccionado por su gran potencial (recurso externo)

• Modelo desarrollado en TRNSYS (Transient Systems Simulation Program) para evaluarel funcionamiento anual de una instalación de captadores termosolares deconcentración de media temperatura en un proceso industrial tipo y extrapolación delos resultados obtenidos de una región a otra

Actividades/Productos paralelos previstos

Actividad 2.2.1: Integración de calor solar en procesos industriales

Actividad 2.2.2: Biomasa: Valorización energética de residuos

1. Estudio sobre la valorización energética de residuos disponibles en Cabo Verde; para ello, hay que realizar previamente el inventario de los distintos residuos a ser valorizados, de diverso origen: fracción orgánica de residuos sólidos urbanos, lodos de depuradora, residuos agrícolas, ganaderos y forestales, para posteriormente analizar cuáles de ellos son susceptibles de valorizar energéticamente.

Estudios previstos

Socios: UNICV - Universidade de Cabo Verde, ITC - Instituto Tecnológico de Canarias, S.A.

2017Inventario de Residuos (fracción orgánica de residuos sólidos urbanos, lodos dedepuradora, residuos agrícolas, ganaderos y forestales) (en Canarias y CaboVerde)

2018

Inventario de Residuos (fracción orgánica de residuos sólidos urbanos, lodos dedepuradora, residuos agrícolas, ganaderos y forestales) y análisis de losresiduos susceptibles a utilizar para valorización energética (en Canarias y CaboVerde)

2019 Valorización de residuos de Canarias y Cabo verde

Esquema de desarrollo previsto:

Actividad 2.2.2: Biomasa: Valorización energética de residuos

Actividad 2.3.1 - Estudios de red de sistemas eléctricos

Análisis del sistema eléctrico de BOA VISTA

• Descripción del sistema eléctrico actual en MT.

• Desarrollo del modelado y análisis estacionario del sistema eléctrico actual en MT

• Desarrollo del modelado y análisis dinámico del sistema eléctrico actual en MT

• Análisis de resultados del sistema actual

• Evaluación técnico-económico de las soluciones propuestas. Estudio de sensibilidad.

• Modelado y estudio de estabilidad estacionario y dinámico de la solución adoptada.

Modelado con PSS®E v32

BOAVISTA

Os principais objetivos em Cabo Verde são:

1. Dinamizar (técnica e economicamente ) a resolução dos problemas existentes na microrrede de Vale Da Custa:

• Baterias, • aerogeradores, • aquisição de dados• Instalação novos contadores• …

2. Melhorar o sistema de gestão energetica na microrrede isolada de Vale Da Custa.

Actividde 2.2.3: Desenho, implementação e operação de microredes

Resolução dos problemas existentes na microrrede de Vale Da Custa: Financiamento conjunto: ENERMAC, MEE, Fundos da Microreede

• Mudança das baterias: actualmente encontram-se em mau estado: Novas baterias de 3136 Ah C100 (antigas 1280 Ah

C100) Construção nova casota para as baterias incluindo

ar condicionado controlável por EMS• Reparação gerador diesel e aerogeradores• Instalação de novos contadores mais avançados,

preparados para qualquer quadro regulatório, incluindo software de gestão.

• Mudança das resistências dos aerogeradores para exterior.

• Novo sistema de aquisição de dados

Actividde 2.2.3: Desenho, implementação e operação de microredes

Melhorar o sistema de gestão energetica na microrrede isolada de Vale Da Custa.

• Acesso remoto aos indicadores de desempenho

• Previsão das horas de bónus e restrição uso da energia. Aviso aos consumidores.

• Software de avaliação energética da microrrede

Actividde 2.2.3: Desenho, implementação e operação de microredes

GraciasObrigado