En España, como en gran parte de Europa y América, se hacen esfuerzos por maximizar la eficiencia energética, aprovechando la energía que nos ofrece el sol, que es una fuente abundante y renovable. Una Central termosolar es una alternativa de producción de energía limpia, que no causa contaminación del agua ni del aire y reduce el factor de dependencia de la red eléctrica.
Hoy vas a aprender con la lectura de este artículo qué es una central termosolar y algunos otros aspectos relacionados, que te va a ser de gran utilidad conocer.
¿Qué es una central termosolar?
Una central termosolar es una planta de generación de electricidad que utiliza la energía que nos da la luz solar para producir el calor de alta temperatura necesario para generar electricidad. Todos los sistemas de energía solar térmica tienen colectores de energía solar con dos componentes principales:
- Espejos reflectores que capturan y enfocan la luz solar en un receptor. Actúan como sistemas de seguimiento que mantienen la luz solar enfocada en el receptor durante todo el día a medida que el sol cambia de posición en el cielo.
- Suelen poseer un gran conjunto de colectores que le llevan el calor a una turbina y un generador.
Las centrales termosolares también por lo general tienen un de sistema de almacenamiento de energía térmica que permite que el sistema de colector solar caliente un sistema de almacenamiento de energía durante el día. El calor del sistema de almacenamiento es usado para generar electricidad por la noche o cuando el cielo está nublado.
Las centrales termosolares también pueden ser sistemas híbridos que utilizan otros combustibles; como el gas natural, para complementar la energía del sol durante los períodos de baja radiación solar.
Energía solar térmica y en qué se diferencia de la fotovoltaica
La energía solar térmica se diferencia de la energía solar fotovoltaica en que las tecnologías solares térmicas utilizan el calor del sol para producir energía. La energía solar fotovoltaica aprovecha el efecto fotovoltaico de ciertos semiconductores como el silicio para generar un flujo de electricidad directamente de los rayos del sol.
Dicho de otra manera, las centrales fotovoltaicas generan energía directamente de la energía solar. Los sistemas térmicos calientan el fluido para transportar la energía. El calor generado se puede utilizar para hacer funcionar una turbina de gas, una máquina de vapor o cosas similares.
La capacidad de generación de los sistemas fotovoltaicos es de alrededor de 500 MW. En los sistemas térmicos su capacidad puede ser inferior a 400 MW. El principal uso de central termosolar residencial es el calentamiento de agua. Sin embargo, los sistemas fotovoltaicos residenciales generan electricidad de CC directamente a partir de la energía solar.
La central termosolar y sus tipos
Existen tres tipos de sistemas para concentrar energía solar térmica, pero todas utilizan espejos para reflejar y concentrar la luz solar en un punto. En este punto, la energía solar se recolecta y se convierte en energía térmica, que crea vapor y hace funcionar un generador.
- Sistemas de concentración lineal.
- Torres de energía solar.
- Sistemas de plato/motor solar.
Sistemas de concentración lineal
Los sistemas de concentración lineal toman la energía del sol a través de la utilización de espejos curvos en forma de U, largos y rectangulares. Los espejos enfocan la luz del sol en los tubos que corren a lo largo de los espejos. La luz solar concentrada calienta un fluido que fluye a través de los tubos.
El fluido se envía a un intercambiador de calor que hace que hierva el agua en un generador convencional de turbina de vapor para producir electricidad. Existen dos tipos principales de sistemas concentradores lineales:
- Sistemas cilindroparabólicos: Los tubos receptores se colocan a lo largo de la línea focal de cada espejo parabólico. Tiene un reflector largo de forma parabólica que enfoca los rayos del sol en un tubo receptor que se encuentra en el foco de la parábola.
El colector se inclina con el sol para mantener la luz solar enfocada en el receptor a medida que el sol se mueve de este a oeste durante el día.
- Sistemas reflectores Fresnel lineales: El tubo receptor se coloca sobre varios espejos para permitirle una mayor movilidad cuando está siguiendo el sol. Estos reflectores utilizan la lente de efecto Fresnel, que permite un espejo concentrador con una gran apertura y una distancia focal corta.
Estos sistemas son capaces de concentrar la energía del sol hasta +/- 30 veces su intensidad normal.
Torres solares
Un sistema de torre de energía solar utiliza un gran campo de espejos de seguimiento solar planos llamados helióstatos para reflejar y concentrar la luz solar en un receptor en la parte superior de una torre. La luz del sol se puede concentrar hasta 1.500 veces. Algunas torres de energía utilizan agua como fluido de transferencia de calor.
Los diseños avanzados se encuentran experimentando con sal de nitrato fundido debido a sus capacidades superiores de transferencia de calor y almacenamiento de energía.
Sistemas de plato/motor solar
Estos sistemas utilizan una antena reflejada similar a una antena parabólica muy grande. Para reducir costos, el plato espejado se compone generalmente de muchos espejos planos más pequeños formados en forma de plato.
La superficie en forma de plato dirige y concentra la luz solar en un receptor térmico, que absorbe y recoge el calor y lo transfiere a un motor generador. El tipo de motor térmico comúnmente utilizado en estos sistemas es el motor Stirling. Este sistema utiliza el fluido calentado por el receptor para mover los pistones y generar potencia mecánica.
La energía mecánica hace funcionar un generador o alternador que posteriormente genera la electricidad.
Beneficios de una central termosolar
- La conversión de energía térmica en electricidad es más eficiente.
- El almacenamiento de calor es más eficiente y rentable que el almacenamiento de electricidad.
- Estas plantas producen una cantidad confiable de energía que puede utilizarse en el momento que se necesite.
- Es un tipo de tecnología de generación de electricidad más limpia que la generación de electricidad mediante el uso de combustibles fósiles.
