Introducción y principios de funcionamiento de la energía termosolar

Aunque la palabra termosolar puede aplicarse en general al aprovechamiento térmico de la energía solar, cuando se asocia con las palabras "central" o "planta" nos referimos a las centrales solares termoeléctricas en las cuales se genera electricidad a partir de la energía recogida en un fluido que se calienta mediante unos campos solares con de alta concentración.

Ese fluido caliente puede efectuar directamente el ciclo de conversión termodinámica, por ejemplo en el caso de que sea vapor o aire. En otros casos, el fluido calentado por el campo solar intercambiará su energía con los fluidos que se utilizarán en las turbinas o con otro fluido, como es el caso de los sistemas que utilizan aceites térmicos como fluido primario y que posteriormente entregarán su energía al vapor que moverá la turbina o a las sales fundidas que se utilizarán como sistema de almacenamiento.

Los principios básicos de la energía termosolar fueron definidos por Augustin Mouchot en 1878 y en los años 80 varias experiencias demostraron su viabilidad. Sin embargo, hasta hace poco la energía solar termoeléctrica se había visto frenada por tres factores:

1. El alto coste de los materiales, que se ha empezado a reducir a medida que se ha desarrollado la tecnología y aumentado el volumen de producción.
2. La imposibilidad de almacenar la energía para producir por la noche. Esta limitación se ha comenzado a superar recientemente mediante tecnologías que conservan el calor. Por ejemplo, la planta de Gemasolar en Sevilla emplea sales fundidas para almacenar el calor, gracias a lo cual se ha convertido en la primera central termosolar capaz de suministrar energía 24 horas seguidas.
3. La necesidad de una gran irradiación solar a lo largo de todo el año, lo cual limitaba la implantación de esta energía a las regiones más meridionales. Sin embargo, proyectos ambiciosos como Desertec proponen instalar las plantas en zonas como el desierto del Sahara y luego transportar la electricidad a Europa.

Actualmente se desarrollan numerosos proyectos termosolares en países como Argelia, Marruecos, Estados Unidos o Australia. Muchos cuentan con participación española.

¿Qué tipos de plantas termosolares existen?

Hasta la fecha se han desarrollado cuatro tipos diferentes de tecnologías termosolares. Cada una de ellas se encuentra en distintas fases de desarrollo e implantación.

• Canales parabólicos
• Receptor central o torre de concentración
• Colector Fresnel
• Stirling

El tipo de tecnología más extendido es la de canales parabólicos

¿Cuáles son las ventajas de la energía termosolar?

Es gestionable y se puede almacenar. La energía termosolares, a diferencia de otras tecnologías "fluyentes" cuya energía hay que consumirla en el momento de su generación, una tecnología renovable con capacidad de almacenamiento, capaz de aportar a la red electricidad cuando es demandada incluso en horas sin luz solar. Esto representa una gran ventaja, ya que aporta una gran seguridad al sistema eléctrico en general junto con la estabilidad que se deriva de la gran inercia del equipo generador -turbina y alternador- y que permite apoyar a la red eléctrica ante incidencias.

Limpia, segura y renovable. Es muy importante destacar que se trata de un sistema de generación de energía limpio, seguro y renovable, algo absolutamente fundamental de cara a la lucha contra el cambio climático y el desarrollo de un modelo económico y social sostenible. Y es que el sol es el recurso renovable más abundante sobre la Tierra

Generadora de empleo. Las centrales termosolares son las que más empleos generan desde el inicio de su construcción hasta su puesta en marcha. Cada planta de 50 MW emplea durante todas sus fases (desde el diseño, fabricación de componentes e instalación) un promedio de 5.000 puestos de trabajo-equivalentes-año directos y otros tantos indirectos. Además, cada planta de 50MW construida en España empleo a unas 2.000 personas en el lugar de emplazamiento durante los dos años que duro su construcción. Una vez en operación requieren una plantilla indefinida de 50 empleos por planta. La industria termosolar ha sido gran impulsora de la generación de empleo y desarrollo económico y social de muchas regiones españolas.

Reduce la dependencia energética. La generación de energía de origen termosolar, y de cualquier tipo de tecnología renovable en general, evita la importación de petróleo y otras fuentes de energía fósil procedentes de otros países, lo que permite ir reduciendo la alta dependencia energética de España.

Ofrece oportunidades para muchas regiones del planeta. Los países con menor desarrollo energético y económico disponen por lo general de un gran recurso solar. La tecnología termosolar supone una gran oportunidad para acceder a la electricidad en zonas aisladas o para países en vías de desarrollo en cuya implementación se hará uso de un alto componente local.

España, líder mundial en tecnología termosolar

España es una potencia mundial en energía termosolar. Las condiciones del país son muy favorables para instalar plantas termosolares, ya que dispone de abundantes horas de sol y amplias zonas desérticas. Las primeras centrales experimentales, conocidas como SSPS/CRS y CESA 1, se construyeron en Tabernas (Almería) en 1981 y 1983.

En 2007 se puso en marcha en Sanlúcar la Mayor (Sevilla) la PS10, primera central termosolar de torre comercial del mundo. En 2011 estaban en funcionamiento 21 centrales con una potencia de 852,4 MW y había previstas otras 40 plantas, según los datos de Protermosolar, la Asociación Española de la Industria Solar Termoeléctrica. Cuando todas estas nuevas plantas estén operativas, hacia 2014, España se convertirá en el primer productor mundial de esta prometedora energía 100% limpia y renovable.

Conclusiones

España es hoy líder mundial tanto en potencia instalada como en capacidad tecnológica, y las empresas del sector solar termoeléctrico están comenzando a participar en ambiciosos proyectos en muchas regiones del mundo (EE.UU., Norte de África, Oriente Medio, China, India, Australia...). Un liderazgo que se ha logrado gracias a un esfuerzo continuado en I+D dentro del sector ya desde finales de los años 70, y que perdura hasta hoy.

Asimismo, gracias a la abundancia de de radiación solar de la que goza nuestro país, especialmente en toda su mitad sur, España puede llegar a convertirse en un futuro en un gran exportador de energía verde ayudando a otros países europeos al cumplimiento de sus objetivos en el horizonte 2020 y posteriores, algo que resultaría enormemente estratégico para los intereses económicos del país.

Fuente 

Sobre el autor: José Antonio Martínez es Ingeniero Eléctrico y Especialista en Hidráulica Urbana por la Universidad Politécnica de Valencia. Actualmente ejerce como Responsable de Desarrollo de Negocio en las áreas de Energías Renovables (Termosolares y FV), Desalación, Hidráulica, Tratamiento de Aguas, Subestaciones Eléctricas e Infraestructuras Urbanas.