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Por
Alma Rosa López Martinez
Colaborador Técnico RENOVETEC
El uso de la energía solar no
es algo nuevo,
desde hace varios siglos ya era utilizada para diferentes funciones,
pero con
la llegada de la Revolución Industrial fue sustituida por el petróleo.
En la actualidad debido a los
altos costes
del petróleo y su por su gran impacto ambiental, se ha decido regresar
al uso
de la energía solar. Si el petróleo no hubiera sustituido a la energía
solar,
seguramente ahora tendríamos una mayor tecnología en energías
renovables.
Existen muchos
tipos de energía solar, probablemente la más conocida es la energía
fotovoltaica que es una forma de obtención de la energía eléctrica a
través de
paneles fotovoltaicos. Pero hay otras maneras de conseguir electricidad
a partir
de la luz solar y probablemente con mejores resultados.
Un ejemplo es la
energía termosolar que transforma la energía solar en eléctrica. Las
centrales
termosolares funcionan a través de un ciclo termodinámico, que se
compone de un
conjunto de espejos (heliostatos), ubicados sobre un terreno y
orientados
adecuadamente para que reflejen la radiación solar que incide sobre
ellos, toda
esta radiación se dirige a un receptor de manera que toda la energía se
transporta al mismo tiempo.
Principales
hitos de la Energía Solar Fotovoltaica
En 1893, el físico francés
Edmond Becquerel
descubrió el efecto fotovoltaico, notó que algunos materiales
transformaban la
luz en corriente eléctrica.
En 1887, a través de varios
experimentos
Heinrich Hertz logro producir celdas fotovoltaicas que transformaban la
luz en
electricidad
No podía faltar Albert Einstein
en la
historia de la energía solar, pues en 1905 habló sobre el efecto foto
eléctrico, asociándolo con la generación de electricidad en las células
solares.
El procedimiento de Czochralski (método para obtener
cristales de silicio de
alta pureza) hizo que la comercialización fotovoltaica aumentara de
nivel. En 1954 los
científicos de los Laboratorios Bell
(Murray Hill, NJ D.M.
Chapin, C.S. Fuller, y
G.L) produjeron la primer célula solar de silicón capaz de
crear una
corriente eléctrica regulable. Durante la guerra fría las células
solares
tuvieron lugar en aviones y satélites.
En 2002, en Japón se instalaron
25000
paneles solares en los techos de las viviendas expandidas por todo el
país.
En 2003, las inversiones en
energía solar y
eólica superaron los 20 000 millones de dólares al año.
En 2006, la energía
fotovoltaica en el mundo
supera los 2 500 megavatios.
Historia de la energía
Termosolar
En China y en la antigua
Grecia, la gente
utilizaba los rayos solares con espejos o vidrios para encender fuegos.
Durante
épocas de guerra, esa misma técnica fue utilizada para prender fuego a
los
barcos enemigos. A principios del siglo XX ya se habían inventado
máquinas simples
que podían funcionar a partir de la concentración del calor del sol.
En 1913, el norteamericano
Frank Shuman,
desarrolló la primera estación termosolar de bombeo en Meadi, Egipto.
Este
sistema funcionaba con 5 grandes reflectores, cada uno de 62 metros de
largo y
contenían espejos de vidrio formando así un cilindro con aspecto de
parábola.
Cada reflector centraba la luz solar en un tubo de su longitud,
calentando el
agua que se situaba dentro de ellos. El vapor generado alimentaba un
motor
conectado a una bomba. Este sistema logró distribuir 6000 galones de
agua por
minuto desde el Río Nilo hasta lugares cercanos.
La historia moderna de la
energía termosolar
inició en la crisis del petróleo de los años 70. Jimmy Carter, en ese
entonces
presidente de los EEUU, impulsó las plantas de Energía Solar
Concentrada, SEGS
y decidió instalar colectores solares térmicos en el tejado para
calentar el
agua de la Casa Blanca.
En 1984 en
California, se construyó la
primera planta SEGS-1 (Solar Energy Generating System). Este tipo de
plantas funcionan
con un sistema de captador cilindro parabólico. Las SEGS se componen de
un
campo solar compuesto por filas paralelas de colectores cilindros
parabólicos
conectados en serie para convertir la energía solar en energía térmica,
calentando así el aceite que circula por los tubos absorbentes de los
colectores solares. El aceite caliente se envía a un intercambiador de
calor
donde se genera el vapor sobrecalentado requerido para accionar un
turbo-alternador, y así es como se produce la energía eléctrica.
Esquema de una
planta SEGS típica
Tanques
de Almacenamiento térmico a traves de sales fundidas para centrales
termosolaresTanques
de Almacenamiento térmico a traves de sales fundidas para centrales
termosolaresTanques
de Almacenamiento térmico a traves de sales fundidas para centrales
termosolaresTanques de
Almacenamiento térmico a traves de sales fundidas para centrales
termosolaresTanques de
Almacenamiento térmico a traves de sales fundidas para centrales
termosolares
Las plantas SEGS comenzaron con
una potencia
de 14MW y
terminaron con una potencia de
80MW, con una capacidad instalada total de 354 MW. Estas plantas
continúan
operando con éxito hasta el año 2003.
El record con este tipo de
plantas inspiró a
España a continuar con sus investigaciones, inaugurando en 2009 la
planta
termosolar Andasol-1 en
Aldeire,
Granada.
El objetivo del proyecto
Andasol-1 es
convertir la energía solar en energía eléctrica a través de un campo
solar de
colectores cilindro parabólicos, un sistema de almacenamiento térmico
de 6
horas de capacidad más el 25% de seguridad a base de sales fundidas y
con un
ciclo de vapor de 49, 9 MV de capacidad.
Su procedimiento es el
siguiente, cuando el
sol brilla los colectores del campo solar concentran la radiación sobre
los
tubos absorbentes y calientan el fluido hasta una temperatura de 393°.
En el
fluido se encuentran sales inorgánicas como Nitrato de Sodio y Nitrato
de
Potasio, cuando alcanzan la mayor temperatura el fluido es transportado
a
un tanque caliente.
Durante la noche, el
tanque caliente traspasa el fluido al tanque frío, ahí las sales
calientes
transfieren energía al fluido y generan el vapor.
Andasol-1 logrará una eficacia
anual media
del 16% de conversión de radiación solar a energía eléctrica.
También habría que destacar las
centrales
solares PS10 y PS20 creadas por el grupo Abengoa Solar.
La PS10 es la primera planta
con tecnología
de torre que produce la electricidad de una manera estable y comercial.
Se
compone por 624 heliostatos que concentran la radiación solar que
incide sobre
el receptor que se encuentra en la parte superior de una torre de 115
metros de
altura.
El receptor se
encarga de generar el vapor
saturado de manera directa, se compone de 4 paneles verticales de 5,5 m
de
anchura y 12 m de altura. La PS10 contiene 30 minutos de almacenamiento
aún en
condiciones de baja irradiación. La central solar es capaz de abastecer
5500
hogares y ahorrar 6700t de CO2 al año.
La PS20 es la segunda planta
del mundo con
este sistema tecnológico. Está compuesta por 1 255 heliostatos que
reflejan la radiación
solar que reciben sobre el receptor situado en la torre de 165 metros
de altura
generando el vapor que produce la electricidad en la turbina. La
central puede
alimentar a 10 000 hogares y ahorrar 12 000 t de CO2 al año.
Actualmente
continuan las investiegaciones sobre la energia termosolar, es probable
que una planta termosolar cueste el doble de construcción que una
planta térmica contaminante, pero a la larga serán la única alternativa
pues estamos cabando con el planeta y tnemos que actuar rapido para
revertir el efecto invernadero.
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