centrales de concentración de energía solar (CSP)

Las plantas de concentración de energía solar (CSP), denominadas también centrales termosolares, producen electricidad de forma bastante similar a las centrales convencionales. La diferencia es que obtienen su energía concentrando la radiación solar y convirtiéndola en vapor o gas a alta temperatura para accionar una turbina o un motor. Se utilizan espejos de gran tamaño para concentrar la luz solar en una línea o un punto, y el calor acumulado se utiliza para generar vapor. Este vapor caliente, a alta presión, se emplea para accionar turbinas que generan electricidad. En las regiones bañadas por el sol, las plantas CSP pueden garantizar grandes cuotas de la producción de electricidad.

Para esta tecnología se necesitan cuatro elementos principales: un concentrador, un receptor, algún tipo de medio de transmisión o almacenamiento, y un conversor de electricidad. Pueden utilizarse diferentes sistemas, como combinaciones con otras tecnologías renovables y no renovables, pero las tres tecnologías termosolares más prometedoras

son:

• cilindro parabólica Se utilizan reflectores de espejo cilíndricos para concentrar la luz solar en tubos receptores térmicamente eficientes colocados en la línea focal del cilindro. Se hace circular un fluido de intercambio térmico, como un aceite térmico sintético, por estos tubos. Calentado a unos 400°C por acción de los rayos solares concentrados, este aceite es bombeado a través de una serie de intercambiadores térmicos para producir vapor super caliente que se convierte en energía eléctrica en un generador convencional de turbina de vapor que puede formar parte de un ciclo de vapor convencional o integrarse en un ciclo combinado de turbina de vapor y gas.

Ésta es la tecnología más avanzada, con 354 MWe de centrales conectadas a la red eléctrica del Sur de California desde los años 80 y

más de 2 millones de metros cuadrados de colectores cilindro parabólicos instalados en todo el mundo.

• receptor central o torre solar Se utiliza un conjunto circular de

helióstatos (grandes espejos de seguimiento individual) para concentrar la luz solar en un receptor central montado en la parte superior de una torre. Un agente intercambiador absorbe la radiación de alta concentración reflejada por los helióstatos y la convierte en energía

térmica para su uso en la generación de vapor super calentado que hará funcionar la turbina. Hasta la fecha se han utilizado diferentes medios de intercambio térmico como agua/vapor, sales fundidas, sodio líquido y aire. Si se emplea gas o aire a presión a temperaturas muy altas, de unos

1.000°C o superiores, como medio de transferencia térmica, pueden emplearse incluso para sustituir directamente al gas natural en una turbina de gas, aprovechándo la magnífica eficiencia (60%+) de los ciclos combinados modernos de gas y vapor.

Tras el aumento de capacidad de hasta 30 MW, los creadores de torres solares afirman que será posible construir centrales térmicas conectadas a la red de hasta una capacidad de 200 MWe. El uso de almacenamiento de calor aumentará su flexibilidad, y aunque se cree que las centrales con torres solares están más lejos de su comercialización que los sistemas cilindro parabólicos, ofrecen unas buenas perspectivas a largo plazo de grandes eficiencias en la conversión. Actualmente existen proyectos en desarrollo en España, Sudáfrica y Australia.

• antena parabólica Se utiliza un reflector en forma de disco para concentrar la luz solar en un receptor situado en su punto focal. El haz de radiación concentrado es absorbido en el receptor para calentar un fluido o gas (aire) a unos 750°C. Éste se utiliza después para generar electricidad en un pequeño pistón, un motor Stirling o una micro turbina, conectados al receptor.

El potencial de las antenas parabólicas estriba principalmente en el suministro descentralizado de energía y en el uso de sistemas remotos autónomos. Actualmente se encuentran en fase de desarrollo algunos proyectos en EEUU, Australia y Europa.