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2.- Calor y temperatura

Caso práctico: Central solar de torre de Almería (CIEMAT)

Existen diferentes métodos y tecnologías para obtener energía eléctrica de la radiación solar. Una de ellas es la utilización de espejos que concentran la radiación solar en una torre. Es el mismo principio por el que con una lupa podemos quemar un papel. Hemos dicho antes que, dependiendo del lugar, día y hora, podemos imaginar que nos llega una radiación solar por cada metro cuadrado de superficie perpendicular a esta radiación, de 1 kW. Esta magnitud, denominada irradiancia (1 kW/m2), está muy relacionada con lo que se denomina 1 sol. Por ejemplo, si, en el caso de utilizar una lupa, concentramos la radiación solar que llega a la superficie de la lupa, en una superficie 10 veces menor, tenemos una concentración de 10 soles.

Una central de torre de energía solar es un sistema que  incluye una serie de grandes espejos de seguimiento solar conocidos como helióstatos que enfocan la luz solar en un receptor en la parte superior de una torre. En este receptor, un fluido se calienta y se usa para generar vapor de agua a alta presión y temperatura (100 bar y 400 ºC). Este vapor alimenta un generador de turbina convencional para generar electricidad. Cuando, además de los helióstatos, se realiza una segunda concentración en la torre, se denominan hornos solares y su aplicación más importante es para investigación de procesos químicos y de conocimiento de materiales. Las temperaturas que se obtienen llegan a más de 3 000 ºC y sirven para realizar experimentos.

La experiencia acumulada hasta la fecha ha servido para demostrar la viabilidad técnica del concepto y su capacidad para operar con altos flujos de radiación incidente (típicamente entre 200 y 1 000 kW/m2). Las predicciones sobre valores de eficiencia del sistema, conversión de solar a electricidad, son de alrededor del 15-17% anual. No obstante, el elevado coste de inversión aún constituye un obstáculo hacia el pleno aprovechamiento de su potencial a nivel comercial. Las primeras aplicaciones comerciales que están iniciando su despliegue, todavía presentan costes por potencia instalada de 2 500 a 9 000 €/kW (dependiendo del tamaño del almacenamiento) y costes estimados de la electricidad producida en el entorno de 0,16 a 0,20 €/kWh.