Energía Solar Termoeléctrica o Fotovoltaica de Concentración

¿Qué es la Energía Solar Termoeléctrica o Termosolar de Concentración? ¿Qué es la Energía Solar Fotovoltaica de Concentración? ¿Cuáles son las diferencias entre los diferentes tipos de energía solar concentrada? ¿Cómo funciona una central de energía solar termoeléctrica?

Qué es la Energía Solar Termoeléctrica o Fotovoltaica de Concentración

Existen dos tipos de energía solar por concentración que usan el Sol como fuente de energía para generar electricidad. La energía termoeléctrica de concentración y la energía fotovoltaica de concentración. Ambas utilizan espejos o lentes para dirigir la luz solar. Disponen de dispositivos de seguimiento del Sol para radiar su luz hacia un mismo objetivo reducido.

La energía solar térmica de baja temperatura usada para calentar agua de uso doméstico, usando colectores solares, no usa la concentración. Así que no hay que confundir con la energía solar de concentración que se usa para generar electricidad a gran escala.

La gran ventaja de la energía solar es que la máxima producción, durante el día, es justo cuando la demanda es mayor. En lugares remotos, donde no llegan otras fuentes de energía, la solar puede ser una buena opción. Siempre y cuando no tengan un clima muy nuboso y dispongan de un Sol abundante.

Algunas plantas solares por concentración son híbridas, utilizando biomasa, ciclo combinado, gas…

Una central termoeléctrica convencional (no solar) genera energía eléctrica a partir del calor de la combustión mediante combustibles fósiles no renovables como el carbón, el petróleo y el gas natural.

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Energía Termosolar de Concentración

La energía termosolar o termoeléctrica aprovecha la energía térmica generada por los rayos solares para producir electricidad. Esta electricidad se genera a través del calor concentrado en un receptor. La energía solar térmica generada, provoca altas temperaturas en el fluido o gas comprimido que impulsa una turbina, conectada finalmente a un generador eléctrico que produce la electricidad. También conocida como CSP, del inglés: Concentrated Solar Power.

Esta energía es renovable, limpia e inagotable y se puede almacenar en tanques de sales fundidas, capaces de generar electricidad durante las horas sin sol. Solo precisa de un clima soleado y espacio suficiente.

Existen diferentes tipos de tecnologías y tamaños:

Tipos de instalaciones de energía termosolar

Generadores Solares Disco-Parabólicos

Aptos para instalaciones pequeñas o grandes. Disponen de un motor de combustión externa Stirling que genera electricidad gracias al calor. Los espejos curvos concentran la luz solar entre 200 y 1000 veces.

Generadores Solares Disco-Parabólicos
Discos parabólicos

Centrales de Colectores Cilindro-Parabólicos

Para instalaciones de gran tamaño. Los espejos móviles reflejan la radiación solar hacia un tubo cilíndrico por donde discurre el fluido caloportador.

Colectores Cilindro-Parabólicos
Cilindros parabólicos

Centrales de Torre o Campo de Helióstatos

Para grandes instalaciones. Las instalaciones tienen un receptor central en la cima de una torre. El punto focal recibe la radiación de todos los espejos helióstatos. El fluido no precisa circular por todo el campo solar, como en otras tecnologías.

Centrales de Torre o Campo de Helióstatos
Central de Torre

Centrales de Espejos Fresnel

Instalación parecida a la central de torre, pero con un receptor lineal como en los colectores cilindro-parabólicos.

Central solar fresnel

Energía Fotovoltaica de Concentración

Con ayuda de lentes o espejos, las células solares más pequeñas pero más eficientes que las convencionales, reciben más luz. Las células fotovoltaicas producen directamente electricidad sin necesidad de turbina ni generador, mediante el efecto fotoeléctrico. Con la misma superficie, gracias al sistema óptico, puede producir igual o más electricidad con menor cantidad de células. Se consigue reducir el coste de los paneles porque las células solares son más caras que los espejos. La energía fotovoltaica de concentración es también conocida como CPV del inglés: Concentrator PhotoVoltaics.

Energía Fotovoltaica de Concentración

Se pueden clasificar según su potencia en soles, número de soles capaces de concentrar. 

  • Baja concentración (LCPV) de 2 a 100 soles.
  • Media concentración (MCPV) de 100 a 300 soles.
  • Alta concentración (HCPV) de más de 1000 soles.

La energía producida en una instalación fotovoltaica es muy difícil y costosa de almacenar.

Plantas de Energía de Concentración en España

Instituto de Sistemas Fotovoltaicos de Concentración (ISFOC)

El Instituto de Sistemas Fotovoltaicos de Concentración (ISFOC) es una sociedad constituida en el Grupo Instituto de Finanzas de Castilla-La Mancha. Ha llevado a cabo la construcción, operación y mantenimiento de más de 2MW de 7 tecnologías diferentes en España. ISFOC es el resultado del plan de I+D promovido por la Consejería de Educación y Ciencia de la Junta de Comunidades de Castilla-La Mancha y el Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid. El proyecto está financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia. 

Actualmente, entre otros, trabaja en un proyecto para la producción de Hidrógeno Verde a partir de electricidad renovable proveniente de tecnología solar fotovoltaica de concentración.

La Plataforma Solar de Almería

La Plataforma Solar de Almería (PSA) en Tabernas es un centro de investigación y desarrollo de las tecnologías solares de concentración. Forma parte del Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT).

Dispone de una planta solar con receptor central llamado CESA-1. En la actualidad CESA-I ya no produce electricidad, sino que opera como una instalación de ensayo de componentes y subsistemas y otras aplicaciones. 

También disfrutan de captadores cilindroparabólicos, un concentrador lineal fresnel experimental y hornos solares para hacer ensayos entre otras instalaciones. Los hornos solares no tienen el objetivo de producir electricidad pero disponen igualmente de espejos o lentes parabólicas diseñadas para concentrar el calor.

Andasol en Granada

Complejo de energía termosolar de concentración de 50 MW en Granada del Grupo ACS. La producción aproximada de 175 GWh/año y el campo de colectores solares cilindro-parabólicos es en torno a 500.000 m2 (2020).

Extresol en Badajoz

Extresol 1, Extresol 2 y Extresol 3, de 50 MW cada una, ubicadas en Torre de Miguel Sesmero, en la provincia de Badajoz del Grupo ACS. Usan tecnología de concentración de la irradiación solar mediante espejos colectores cilindro-parabólicos.

Gemasolar en Sevilla

Gemasolar es la primera planta a escala comercial en el mundo en aplicar la tecnología de receptor de torre central y almacenamiento térmico con un único fluido térmico (sales fundidas). Dispone de una potencia de 50MW en Sevilla. La producción eléctrica del 2020 ha sido de 80 GWh/año.

Valle 1 y Valle 2 en Cádiz

Valle 1 y Valle 2 son dos plantas solares colindantes de generación eléctrica mediante tecnología de captadores cilindroparabólicos, situadas en San José del Valle, Cádiz. Tienen una producción aproximada de 136-145 GWh/año en 2020. Dirigidas por Torresol Energy.

Aste 1A, 1B en Ciudad Real y Astexol en Badajoz

Aste 1A y 1B son dos plantas termosolares de generación de energía eléctrica de 50 MW en Alcázar de San Juan, Ciudad Real. Astexol de 50 MW está situada en el término municipal de Badajoz. Las 3 instalaciones son dirigidas por Elecnor.

Termosolar Borges

Fué la primera central híbrida termosolar-biomasa del mundo en Les Borges Blanques, Lleida. Termosolar Borges combina las energías de dos fuentes renovables distintas como son la tecnología solar de concentración por cilindro parabólico y la valorización energética de biomasa forestal. Gracias a esta hibridación la planta proporciona electricidad las 24 horas del día. En 2017 generó 88 GWh/año. Actualmente dirigida por Comsa Renovables.

Ibersol Puertollano

Planta solar de 50 MW con colectores cilindro-parabólicos en Ciudad Real. Ha sido vendida por Ence en 2020 a Q-Energy. La producción estimada es de 103 GWh/año en 2010.

Otras Plantas de Energía Termosolar

Guzmán, Helioenergy, Helios, La Africana, La Florida, La Risca, Lebrija,  Majadas, Manchasol, Morón, Olivenza, Orellana, Palma del Río, Solaben, Solacor, Solnova, Termosol, Arcosol, La Dehesa, Termesol, Puerto Errado…

La energía solar de concentración puede ayudar a cumplir los objetivos de desarrollo sostenible y el pacto verde europeo para mejorar la economía sin perjudicar el medio ambiente. Para frenar el calentamiento global y el cambio climático hay que reducir la emisión de los gases de efecto invernadero. Por ello, hay que apostar por las ventajas de la energía verde.

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Quim Gutiérrez Villach

Quim Gutiérrez Villach

Emprendedor en busca de la sostenibilidad. Escribo en @ViuLogic y @SostenibleO sobre desarrollo sostenible, cambio climático, medio ambiente, economía verde, alimentación, energía renovable, responsabilidad social corporativa, Planeta Tierra, reciclaje y consumo responsable. Me gusta la naturaleza, el mar, la montaña, el silencio. Mis intereses, alimentación, cocina, teatro, y vida saludable. LinkedIn

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