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Instalación de energía solar térmica

Planta de energia solar
Termoeléctrica

Energía termosolar

Energía termosolar

La energía termosolar es una tecnología para generar energía eléctrica o electricidad mediante la energía térmica que proviene del Sol (el calor solar). Este tipo de energía también se le suele llamar energía termoeléctrica.

Este proceso de generación de electricidad se lleva a cabo en las llamadas centrales solares termoeléctricas o centrales termosolares. Las primeras centrales termosolares se construyeron en Europa y Japón a principios de los años 80.

¿Cómo funciona una central de energía termosolar?

El funcionamiento de una planta termosolar es similar al de una central térmica o el de una central nuclear. El elemento distintivo entre unas y otras es el combustible o la fuente de calor.

Las centrales térmicas utilizan combustibles fósiles como carbón o gas para generar calor, las centrales nucleares utilizan la energía nuclear presente en los átomos de uranio para generar energía térmica. Por otro lado, las centrales termoeléctricas utilizan la radiación solar.

Los rayos solares se concentran mediante espejos en un receptor que alcanza altas temperaturas de hasta 1.000 grados Celsius. Esta energía calorífica se utiliza para calentar un fluido y generar vapor. El vapor generado, que tiene una elevada presión permite mover una turbina de vapor. A la vez, esta turbina acciona un generador que será el encargado de convertir la energía mecánica en electricidad.

Ley de la conservación de la energía

Como anuncia la ley de la conservación de la energía: En todo este proceso la energía se transforma. Por lo tanto, no se crea electricidad sino que es una sucesión de transformaciones de energía :

  1. En primer lugar tenemos laenergía interna de los átomos que componen el Sol.
  2. Se transforman en energía nuclear en reacciones de fusión nuclear.
  3. La energía viaja a la Tierra en forma de energía electromagnética.
  4. Esta energía se transforma enenergía caloríficaal impactar contra los colectores solares.
  5. La energía calorífica se convierte en energía mecánica gracias a las turbinas de vapor.
  6. Finalmente un generador transforma la energía mecánica enenergía eléctrica.

¿Qué técnicas se utilizan para concentrar la radiación solar?

Existen diferentes tipos de concentradores con los que se obtienen diferentes temperaturas máximas con sus correspondientes eficiencias termodinámicas. Son los siguientes:

  • Concentrador solar cilíndrico parabólico. Un concentrador solar cilíndrico parabólico consiste en un reflector parabólico lineal que concentra la luz sobre un receptor posicionado a lo largo de la línea focal del reflector.
  • Reflector Fresnel lineal compacto. Los reflectores Fresnel están fabricados con muchas tiras de espejos delgados y planos que concentran la luz del sol sobre tubos dentro de los cuales se bombea el líquido de trabajo.
  • Disco Stirling. Un disco Stirling es un reflector que sigue al Sol en dos ejes. En particular, el disco es un reflector parabólico único que concentra la luz en un receptor posicionado en el punto focal del reflector.
  • Central solar de torre central. Una central solar de torre central consiste de un conjunto de reflectores llamados helióstatos que concentran la luz del sol sobre un receptor central instalado en una torre. Debido a que la posición relativa del Sol varía, los heliostatos deben tener la capacidad de reorientarse mediante un seguimiento en dos ejes.

¿Cuáles son las ventajas e inconvenientes de esta tecnología?

Cómo todas las tecnologías, las centrales termosolares tienen ventajas e inconvenientes:

Ventajas de las plantas termosolares

La principal ventaja es que el combustible utilizado es la radiación solar. Un recurso gratuito e inagotable. Por este motivo se considera una energía renovable. Con respecto a las centrales de energía fósil no utilizan combustibles fósiles, por lo tanto no emite gases de efecto invernadero y no contribuye a empeorar el problema del cambio climático.

Inconvenientes de las centrales termosolares

El principal inconveniente está en el horario y la meteorología que no permiten generar una cantidad de energía eléctrica constante. Inicialmente las primeras centrales sólo podían operar durante las horas de irradiación solar, pero hoy en día es posible almacenar el calor durante el día para producir electricidad durante la noche.

Por otro lado, el mantenimiento de estas instalaciones implica limpiar grandes superfícies de reflectores constantemente. Por este motivo, el consumo de agua y de productos químicos es abundante.

    ¿Cuál es la influencia de la geografía en las plantas termosolares?

    Los sistemas de energía térmica concentrada siempre consisten en espejos y/o lentes que agrupan la luz solar directa y un receptor que contiene un líquido calentado por la luz agrupada.

    La parte difusa de la luz solar, es decir, la parte de la luz dispersada por nubes y partículas en la atmósfera, no puede agruparse y, por lo tanto, no es utilizada por este tipo de sistema. Como resultado, los sistemas solares térmicos únicamente son adecuados para áreas con poca nube.

    En los Países Bajos, por ejemplo, en promedio, el 60% de la luz consiste en luz difusa. Por lo tanto, la energía solar térmica no puede utilizarse en los Países Bajos y Flandes, pero hay suficiente energía solar en los trópicos y en el sur de España, Italia y Grecia.

    ¿Por qué no se crean granjas solares en los desiertos?

    Teóricamente, las centrales de espejo en el Sahara en un área del tamaño de Francia (1/5 del Sahara) pueden proporcionar el consumo de energía global actual. Sin embargo, en Europa, dos obstáculos prácticos detienen a los inversores:

    • La cooperación entre los países europeos y del norte de África es tal que los riesgos de inversión son mayores en el norte de África que dentro de la UE.
    • La organización de la transmisión de electricidad entre los continentes, aunque ya existen líneas eléctricas.
    Autor:

    Fecha publicación: 29 de marzo de 2017
    Última revisión: 12 de abril de 2020