Concentración de Energía Solar

La tecnología de la concentración de energía solar está actualmente en desarrollo y consiste en una gran cantidad de espejos que siguen al sol, concentrando su calor en un punto. De esta manera, se genera vapor, que a su vez impulsa una turbina. Este tipo de plantas pueden funcionar constantemente, ya que parte del calor es almacenado en aceite o sal derretida para que la turbina siga funcionando cuando no hay sol.

Inconvenientes de la ESC

El precio: la construcción de una planta cuesta entre 190 y 380 millones de euros, según el tipo de tecnología que se use.

El espacio: Se necesitan grandes extensiones de terreno para colocar todos los colectores; una planta de 100 MW, capaz de suministrar energía a 40.000 hogares, necesitaría contar con un terreno similar a 200 campos de fútbol.

Transporte de la electricidad: la construcción de nuevas líneas de transmisión eléctrica a los centros de población puede ascender a más de un millón de euros por kilómetro. Este es por ejemplo el gran problema que impide, por el momento, aprovechar la energía solar de los desiertos del Norte y Este de África.

La energía solar por concentración tiene futuro, los expertos confían en que el desarrollo tecnológico en los próximos diez años reducirá los costes de este sistema. En la actualidad, la ESC cuesta entre 10 a 12 céntimos de euro por kilovatio/hora (KWh), algo menos que la energía solar fotovoltaica (15 a 18 céntimos), pero más que el gas natural (6 a 7 céntimos), o el carbón (3 céntimos).

Tres nuevas plantas de energía solar por concentración en España

Las compañías energéticas Sener y Masdar se unirán formando la empresa Torresol Energy dedicada a diseñar, construir y operar conjuntamente tres plantas de energía solar por concentración (ESC) en España, concretamente en Cádiz y Sevilla.

Torresol Energy, tendrá entre sus objetivos prioritarios "ampliar la adopción de energía solar por concentración y hacerla más compatible con la red de suministro" y, sobre todo, "hacer de la tecnología ESC una alternativa fiable y competitiva".

El presidente y consejero delegado de Sener, Jorge Sendagorta; y el responsable de Masdar, Sultán Ahmed Al Jaber, han presentado hoy en Bilbao el proyecto empresarial, acompañados del diputado general de Vizcaya, José Luis Bilbao, y el embajador de los Emiratos Arabes Unidos, Sultán Al Qortasi.

Los representantes de Sener y Masdar confían en que este proyecto sea "el primer despliegue a escala comercial de esta tecnología innovadora" y de que establezca "los estándares para proyectos de energía solar por concentración en los países que compongan el "cinturón solar" para el año 2012".

Este proyecto en forma de plantas de energía solar por concentración se extenderá por el Sur de Europa, Oriente Medio, Norte de Africa y EEUU, con plantas proyectadas en Portugal, Italia, Grecia, Abu Dhabi y suroeste de EEUU.

La previsión sitúa la base instalada de producción en cerca de 320 Mw en los próximos cinco años y en unos 1.000 Mw en diez años.

Energía solar fotovoltaica

Se denomina energía solar fotovoltaica a una forma de obtención de energía eléctrica a través de paneles solares fotovoltaicos.

Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos.

A gran escala, la corriente eléctrica continua obtenida con los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica, operación que es muy rentable económicamente ya que las compañías eléctricas están obligadas por ley a comprarla.

El proceso, simplificado, sería el siguiente: Se genera la energía a bajas tensiones (380-800 V) y en corriente continua. Se transforma con un inversor en corriente alterna. Mediante un centro de transformación se eleva a Media tensión (15 ó 25 kV) y se inyecta en las redes de transporte de la compañía.

Podemos encontrar dos tipos de aplicaciones de la energía solar fotovoltaica:

Sistemas aislados de energía solar fotovoltaica: gracias a esta tecnología podemos disponer de electricidad en lugares alejados de la red de distribución eléctrica.
Los sistemas aislados se componen principalmente de captación de energía solar mediante paneles solares fotovoltaicos y almacenamiento de la energía eléctrica en baterías.

Sistemas fotovoltaicos conectados a red: esta aplicación consiste en generar electricidad mediante paneles solares fotovoltaicos e inyectarla directamente a la red de distribución eléctrica.

Ventajas
• Al no producirse ningún tipo de combustión, no se generan contaminantes atmosféricos.
• El Silicio, utilizado para la fabricación de las células fotovoltaicas, es muy abundante.
• Al ser una energía fundamentalmente de ámbito local, evita pistas, cables, postes, no se requieren grandes tendidos eléctricos, y su impacto visual es reducido.
• Prácticamente se produce la energía con ausencia total de ruidos.

Inconvenientes
• Impacto en el proceso de fabricación de las placas: Extracción del Silicio, fabricación de las células
• Explotaciones conectadas a red: Necesidad de grandes extensiones de terreno Impacto visual.

Actualmente las eléctricas buscan motivos técnicos como la saturación de la red para controlar sus intereses en otras fuentes energéticas y con la intención de bloquear la iniciativa de los pequeños productores de energía solar fotovoltaica.

Energía solar térmica

La energia solar térmica o energía termosolar consiste en utilizar la energía solar mediante colectores o paneles solares térmicos, convirtiéndola en calor.

Su funcionamiento de forma esquemática seria el siguiente: el colector o panel solar capta los rayos del sol, absorbiendo su energía en forma de calor, a través de este panel solar pasa un fluido, normalmente agua. El calor absorbido por el panel es transferido a dicho fluido, por lo que este eleva su temperatura y es almacenado o canalizado al punto de consumo.

Existen varias aplicaciones para la aplicación de la energía solar térmica, como el calentamiento de agua sanitaria (ACS), la calefacción por suelo radiante, refrigeración (mediante máquina de absorción), el precalentamiento de agua para procesos industriales, para la producción de energía mecánica o calentamiento de piscinas exteriores residenciales.

Los equipos domésticos más utilizados son los compactos, compuestos por un depósito de unos 150 litros de capacidad y dos colectores de un 1 metro cuadrados cada uno. Estos equipos, disponibles tanto con circuito abierto como cerrado, pueden suministrar el 90% de las necesidades de agua caliente anual para una familia de 4 personas.

En la actualidad se puede afirmar que el aprovechamiento de la energía solar térmica es una tecnología madura y fiable, que las inversiones realizadas en general son amortizables sin la necesidad de subvenciones, y que se trata de una alternativa respetuosa con el medio ambiente y limpia.

Energía solar

La energía solar, nos garantiza una fuente de energía inagotable, limpia y gratuita con la cual podríamos deshacernos de otras fuentes energéticas poco seguras, contaminantes y agotables.

La radiación solar conocida como energía verde es aprovechable en sus componentes directa y difusa, o en la suma de las dos.
Radiación directa: Es la que llega directamente del foco solar, sin reflexiones o refracciones intermedias. La radiación directa puede reflejarse y concentrarse para su utilización.

Radiación difusa: Es la emitida por la bóveda celeste diurna gracias a los múltiples fenómenos de reflexión y refracción solar en la atmósfera, en las nubes, y el resto de elementos atmosféricos y terrestres. No es posible concentrar la luz difusa que proviene de todas direcciones.

Existen distintas formas de aprovechar la energía solar:

• Energía solar pasiva: Es la que aprovecha el calor del sol sin necesidad de mecanismos o sistemas mecánicos.
• Energía solar térmica: Produce agua caliente de baja temperatura para uso doméstico sanitario y calefacción.
• Energía solar fotovoltaica: Mediante placas de semiconductores que se excitan con la radiación solar, se produce electricidad.
• Energía solar termoeléctrica: Para producir electricidad con un ciclo termodinámico convencional, a partir de un fluido calentado por el sol.
• Energía solar híbrida: Combina la energía solar con la combustión de biomasa o combustibles fósiles.
• Energía eólico solar: Funciona con el aire calentado por el sol y que sube por una chimenea proporcionando movimiento a los generadores.

La irradiancia directa normal (o perpendicular a los rayos solares), fuera de la atmósfera recibe el nombre de constante solar y tiene un valor medio de 1354 W/m² (que corresponde a un valor máximo en el perihelio de 1395 W/m² y un valor mínimo en el afelio de 1308 W/m².)

Enfriamiento solar
Se puede producir frío con el uso de energía solar como fuente de calor en un ciclo de enfriamiento por absorción. Uno de los componentes de los sistemas estándar de enfriamiento por absorción, llamado generador, necesita una fuente de calor. Puesto que, en general, se requieren temperaturas superiores a 150 °C para que los dispositivos de absorción trabajen con eficacia, por lo que los colectores de concentración son los más apropiados.

No seria lógico que dejáramos perderse diariamente las ingentes cantidades de energía que se derraman en nuestro planeta, por lo que debemos utilizar todos los medios técnicos para aprovechar la energía solar.