La energía solar térmica de alta temperatura es la técnica para generear energía eléctrica a través de la radiación solar. La producción de energía eléctrica se realiza en centrales termosolares que utilizan colectores solares para concentrar la radiación solar en un punto.
Mediante esta técnica de concentración se consiguen temperaturas superiores a los 500 grados Celsius que se utilizan para producir vapor. A partir de aquí, una central termosolar funciona de la misma manera que que una central térmica convencional:
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Generar vapor.
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Accionar una turbina de vapor para obtener energía mecánica.
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Accionar un alternador para obtener energía eléctrica.
La diferencia entre una planta termosolar y una central térmica convencional es que la planta termosolar aprovecha la energía solar para generar el vapor, mientras que la central convencional utiliza energía fósil.
Este tipo de energía se considera una fuente de energía renovable y límpia.
Las tecnologías utilizadas en este tipo de instalaciones son:
1. Captadores solares cilindro-parabólicos
Los captadores cilindro-parabólicos concentran la radiación solar mediante espejos con forma parabólica en una tubería absorbente que pasa por el eje de la parábola. En el interior de esta tubería absorbente se calienta un fluido que puede alcanzar temperaturas de hasta 450ºC.
Dependiendo de la aplicación solar y de la temperatura a la que se quiere alcanzar se utiliza un tipo de fluido u otro. Para una temperatura máxima de 200 grados Celsius se puede utilizar agua desmineralizada o Etilen Glicol como fluidos de trabajo y para temperaturas mayores de hasta 450 grados centígrados se usan aceites sintéticos.
Para obtener un rendimiento energético óptimo, este tipo de captador de concentración debe de ir modificando su posición adaptándose a la posición del Sol mediante un giro alrededor del eje paralelo a su línea focal para aprovechar la radiación directa del Sol.
2. Centrales solares de torre
Este sistema de energía solar térmica se basa en la concentración de la radiación solar hacia un punto de una torre. También se le conoce como sistemas de receptor central.
Los sistemas de torre están formados por un campo de heliostatos (espejos móviles sobre 2 ejes). Los heliostatos captan y concentran la radiación solar sobre un receptor, instalado en la parte superior de una torre central.
El funcionamiento de este tipo de planta de energía renovable es sencillo, el receptor solar central genera vapor a alta temperatura. El vapor generado se utiliza posteriormente para mover una turbina de vapor. Gracias a la turbina de vapor se obtiene un trabajo mecánico en forma de energía cinética (un eje en rotación) que, gracias a un generador eléctrico, se va a convertir en energía eléctrica.
3. Discos parabólicos
El fluido localizado en el receptor se calienta hasta temperaturas de más de 750 grados Celsius obteniendo de esta forma una cierta energía calorífica. La energía térmica obtenida es aprovechada por el motor Stirling o la microturbina para producir electricidad.
Un motor Stirling es un motor de combustión externa, lo que quiere decir que el aporte energético puede realizarse mediante la energía solar concentrada. Un alternador acoplado al motor Stirling aprovecha el movimiento generado por el motor para producir energía eléctrica. La electricidad generada mediante este recurso renovable se puede conectar a la red eléctrica para su venta o en la mayoría de los casos puede servir para consumo directo.
Esta tecnología todavía está en experimentación y aún es de menor rentabilidad que la de torre o la de espejos parabólicos.
4. Receptores lineales de Fresnel
Los reflectores lineales de Fresnel es un sistema de concentración de la radiación solar parecido a los espejos cilindro parabólicos. En este caso, estos colectores solares lineales llevan espejos planos normales y simulan la curvatura de los espejos cilindro parabólicos (más caros) variando el ángulo de cada fila con un solo eje de seguimiento.
La principal ventaja del sistema de receptores lineales Fresnel es su sencilla instalación y su bajo coste aunque el rendimiento energético es menor que la tecnología de Captadores Cilindro Parabólicos (CCP).
