Energía solar térmica, definiciones y principales plantas en España.

energia solar termica

Para conocer sobre la energía solar térmica debemos saber que un sistema solar térmico explota la radiación solar para transformarla directamente en calor (energía calorífica).

Existen tres tipos de tecnologías para explotar la energía solar térmica:

  • Tecnología Termosolar de baja temperatura

  • Tecnología solar “activa”:

Tradicionalmente, este término se refiere a aplicaciones de temperatura baja y media.

El método a utilizar para la transferencia de calor son los colectores solares térmicos y normalmente están instalados en los techos de los edificios. 

Un colector solar térmico es un dispositivo diseñado para recolectar energía del sol y transmitirla a un fluido de transferencia de calor. 

El calor luego se usa para producir agua caliente sanitaria o incluso calentar locales.

  • Tecnología solar “pasiva”:

Aunque hablemos de instalaciones solares pasivas nos seguimos encontrando en el campo de las bajas temperaturas. 

A diferencia de las aplicaciones anteriores, éstas no requieren de los denominados componentes activos (colectores solares). 

Las aplicaciones se basan en conceptos de ingeniería civil y climática en la que implican una arquitectura adecuada y el uso de materiales especiales. 

El uso pasivo de la energía del Sol puede calentar, iluminar o refrescar habitaciones.

  • Tecnología termosolar de alta temperatura

  • Tecnología solar concentrada o “termodinámica”:

Este proceso proporciona calor a alta temperatura (de 250 a 1,000 ° C) al concentrar la radiación solar. 

El valor calorífico se usa para conducir turbinas de gas o vapor para producir electricidad.

En aras de la exhaustividad, el tema de la energía solar termodinámica se trata de forma dedicada.

  • Funcionamiento técnico o científico

Los tipos de paneles solares térmicos difieren según la naturaleza del refrigerante que transporta el calor: agua o aire. 

Los colectores solares de agua se usan para calentar y / o producir agua caliente doméstica. 

En los sensores térmicos de aire, el aire circula y se calienta en contacto con los absorbedores. 

Luego se descompone en los hábitats para la calefacción.

  • Los colectores solares también se pueden diferenciar por su estructura:

*Colectores planos sin esmaltar: su estructura es bastante simple.

Ya que consiste en una red de tubos de plástico negros en los que circula el refrigerante. 

Se utilizan principalmente para calentar el agua de la piscina en verano;

*Colectores vidriados planos: el fluido de transferencia de calor.

Muy a menudo es agua mezclada con un anticongelante, pasa a un circuito serpentino colocado detrás de una ventana;

*Colectores de tubos de vacío: el fluido de transferencia de calor circula dentro de un tubo de doble vacío. 

El principio es el mismo que para los colectores acristalados planos, el aislamiento está asegurado simplemente por la ausencia de moléculas de aire (al vacío).

  • Tecnología solar térmica activa

Aquí hay algunos ejemplos de aplicaciones de técnicas activas de recolección de energía solar.

El calentador de agua solar

Un calentador de agua solar funciona de acuerdo con un principio simple:

La energía de la radiación solar es absorbida por sensores planos que funcionan de acuerdo con el principio del efecto invernadero. 

El calor almacenado se transporta luego dentro de un circuito “primario” que contiene una mezcla de transferencia de calor y anticongelante.

Gracias a un intercambiador de calor, el refrigerante contenido en el circuito primario transmite su energía térmica al agua sanitaria contenida en el tanque (un “globo”) de un segundo circuito aislado, llamado “secundario”. 

El líquido de transferencia de calor enfriado vuelve luego a los sensores para recalentarse. 

Cuando se usa el agua calentada en el matraz, se reemplaza por agua fría de la red, recalentada de acuerdo con el mismo principio.

El piso solar

El suelo solar utiliza el mismo principio de extracción de energía térmica que el calentador de agua. 

El fluido de transferencia de calor calentado a 25-30 ° C se inyecta directamente en una red de tubos instalados en el suelo de los edificios. 

Esta técnica comprobada ahorra hasta la mitad de las necesidades de energía de calefacción de una casa. 

Para proporcionar un calentamiento relativamente constante durante todo el día a pesar de la radiación solar intermitente, el suelo solar utiliza la inercia térmica (la capacidad de almacenamiento de energía temporal) de la losa de hormigón.

Refresco solar

Paradójicamente, el calor de la radiación solar también se puede utilizar para enfriar un edificio. 

La técnica más común es utilizar colectores solares para proporcionar calor que se dirige a una máquina de absorción. 

Esta máquina disocia, mediante ebullición, una solución de agua y bromuro de litio. 

Después de enfriar, la recombinación de los dos componentes produce frío, por absorción de calor. 

El frío se distribuye de la misma manera que el aire acondicionado convencional.

  • Tecnología termosolar pasiva

El uso de materiales con alta eficiencia térmica es el componente principal para la aplicación de esta tecnología.

El edificio es el principal artículo o estructura de gasto de energía en España. 

Seguir las reglas de la “arquitectura solar” (también conocida como “arquitectura bioclimática” ) puede reducir significativamente los requisitos de calefacción y refrigeración y así lograr ahorros sustanciales de energía. 

Un edificio debe considerarse como un gran colector solar cuyo rendimiento puede mejorarse.

Y es necesario tener en cuenta las especificidades de su entorno local (sol, vientos predominantes, etc.).

Con el fin de maximizar las entradas de energía solar, almacenarlas y distribuirlas.

El muro de Trombe

La pared de Trombe es un ejemplo de las técnicas existentes para aprovechar “pasivamente” la energía solar. 

Este tipo de pared, a veces se utiliza en los edificios, diseñado por el profesor Félix Trombe y el arquitecto Jacques Michel, en los años 60, teniendo un concepto patentado de finales del siglo XIX XXsiglo. 

Esta pared es un sensor compuesto de un bloque de alta inercia de material (hormigón, piedra, etc.) que se acumula la radiación solar y devuelve el día durante la noche. 

Delante de esta pared, se coloca una ventana para crear un efecto invernadero para calentar el aire.

  • Retos con energía

Las ventajas
  • La energía solar es renovable, está disponible gratuitamente y en cantidades colosales a escala humana. 
  • Además, al contrario de su variante termodinámica, la energía térmica convencional puede usarse en regiones de luz solar promedio.
  • En la fase de operación, el proceso de producción de energía térmica no tiene impacto en el medio ambiente. 
  • No hay emisiones o desechos contaminantes.
  • La tecnología solar térmica directa e indirecta son simples y relativamente económicas.
  • Se encuentran en una fase desarrollada y ya están disponibles en el mercado.
  • Es posible almacenar temporalmente el calor creado y devolverlos más tarde, durante la noche, por ejemplo.
  • Las instalaciones térmicas están adaptadas a la mayoría de los contextos domésticos. 
  • Es decir, es posible aumentar el calor de la radiación solar en todos los lugares, incluso aislados, desde el momento en que sea suficiente.
Los límites
  • La producción de calor depende de las estaciones y los climas. 
  • Además, se necesitan capacidades de calentamiento adicionales.
  • Las tecnologías térmicas de baja temperatura no producen electricidad.
  • Por lo tanto, no pueden satisfacer estas necesidades (pero pueden satisfacer las necesidades de calor).

La energía solar térmica está experimentando problemas de desarrollo y un crecimiento más lento desde 2008.

Sin embargo, no es impedimento para seguir apostando y utilizando energías limpias. 

A continuación, te mostraremos las más grandes plantas de energía solar térmica en España:

  • Plataforma Solar de Extremadura Solaben. 200 MW. España

La Plataforma Solar Extremadura de 200 MW es el mayor complejo termosolar en Europa y una de las mayores plantas de su tipo en el mundo, ubicada en el municipio de Logrosán, en la provincia de Cáceres, Extremadura, España.

El complejo fue construido en dos fases y compuestas por cuatro plantas de energía solar concentrada (CSP), Solaben 1, 2, 3 y 6, con una capacidad instalada de 50 MW cada una.

Solaben 2 y 3, las dos unidades pertenecientes a la primera fase, comenzaron a funcionar respectivamente en julio y diciembre de 2012, mientras que las dos unidades en la segunda fase, Solaben 1 y 6, iniciaron sus operaciones comerciales en septiembre de 2013.

Las dos plantas termosolares de la primera fase son propiedad conjunta de Abengoa Solar en un 70% e Itochu en un 30%, mientras que las otras dos son propiedad exclusiva de Abengoa Solar.

El coste de la construcción de la primera fase superó los 500 millones de euros, siendo 340 financiados principalmente mediante un préstamo de SMBC, HSBC, Mizuho, BTMU y la agencia de crédito a la exportación japonesa NEXI.

Mientras que la segunda fase del proyecto se llevó a cabo con una inversión total de 200 millones de euros.

La ejecución del proyecto ha supuesto la creación de 3.000 puestos de trabajo durante su construcción y 91 empleos fijos para su operación.

  •  Planta de Energía Solar Andasol. 150 MW. España

 

La Planta de Energía Solar Andasol se construyó en Guadix, en Andalucía, España. Fue la primera planta de energía solar en Europa que utilizó un concentrador solar cilindro-parabólico con fines comerciales. La planta consta de tres instalaciones con capacidad de 50 MW cada una, que generan en total aproximadamente 540 GWh al año.

Cada unidad de la central eléctrica Andasol se compone de 312 filas de colectores constituidos por 28 espejos y tres tubos absorbedores, utilizándose sal fundida para almacenar el calor solar térmico. La energía solar es almacenada en tanques para generar electricidad incluso durante la noche. Las instalaciones Andasol 1 y Andasol 2 son propiedad de Solar Millennium y ACS Cobra, mientras que Andasol 3 es propiedad de Marquesado Solar.

 

  •  Central de Energía Solar Solnova. 150 MW. España

 

Plataforma Solúcar de Abengoa.

La Central de Energía Solar Solnova de 150 MW está situada en Sanlúcar la Mayor, España, formando parte de la Plataforma Solúcar compuesta por cinco unidades separadas de 50 MW cada una, de las cuales sólo tres unidades están en funcionamiento en la actualidad.

La planta utiliza la tecnología de colectores cilindro-parabólicos ASTRØ, que implica el uso de espejos heliostáticos curvados para reflejar la luz solar sobre un tubo que contiene un fluido (aceite sintético). Este fluido, se calienta hasta los 400°C de temperatura por la radiación solar, utilizándose para producir vapor de agua que impulsa un turbogenerador para producir electricidad. Abengoa Solar es la propietaria y operadora de la Central Solar Solnova, cuyas tres unidades instaladas tuvieron un coste de construcción de 710 millones de euros.

 

  •  Planta de Energía Solar Extresol. 150 MW. España

La Planta de Energía Solar Extresol se encuentra ubicada en Badajoz, España, la cual se compone de tres unidades de 50 MW construidas en tres fases, con una capacidad de generación de 175 GWh al año.

La primera unidad comenzó a funcionar en 2010, mientras que la construcción de la unidad final fue completada en agosto de 2012.

Las instalaciones, que se extienden por una superficie de aproximadamente 500.000 m², utilizan la tecnología de colectores cilindro-parabólicos empleando sales fundidas para el almacenamiento del calor solar que, cada unidad, puede matenerlo durante 7,5 horas.

La energía producida en la planta, propiedad de ACS/Cobra Group, es distribuida por Endesa.

 

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