Energia solar térmica: técnicas para su aprovechamiento
🌏Energia solar térmica: técnicas para su aprovechamiento
🙌 Las pequeñas unidades solares térmicas se basan en
La crisis energética introdujo un número importante de actividades y proyectos para la aplicación de la energía solar a bajas y altas temperaturas en 1973 y 1979. Uno de ellos es el de los combustibles sintéticos y los productos químicos generados con energía solar, en los que se necesitan temperaturas del orden de 600-1000 °C o superiores. En teoría, las torres solares son capaces de generar esas altas temperaturas. Durante el proyecto SSPS – (Small System) en Almería, España, se examinó la viabilidad y el funcionamiento de la energía solar para el desarrollo de plantas de torre de electricidad. El objetivo de la Utilización de la Energía Solar Térmica es aportar la experiencia del anterior programa SSPS a los combustibles sintéticos que proporciona la energía solar. Para investigar este objetivo, hay que desarrollar nuevos materiales y gías técnicas. En lo que respecta al funcionamiento transitorio, los componentes metálicos que se utilizan actualmente en los receptores solares deben reforzarse o, probablemente, sustituirse por cerámica. Es importante mejorar o, al menos, adaptar los procesos de alta temperatura, como el reformado de vapor-metano, la conversión de carbón y la producción de hidrógeno, a las operaciones solares no convencionales. La utilización de la energía solar térmica es, por tanto, un programa a largo plazo que requiere mucho más tiempo para su aplicación que los intervalos necesarios entre más crisis energéticas. Los «Estudios sobre Tecnología y Aplicación de la Utilización de la Energía Solar» son un paso necesario en la dirección correcta para prepararse ante posibles problemas energéticos.
📖 Cómo funciona la energía solar térmica
La Administración de Información Energética de los Estados Unidos clasifica los colectores solares térmicos como de baja, media o alta temperatura. En general, los colectores de baja temperatura no están acristalados y se utilizan para calentar piscinas o para calentar el aire de ventilación. Los colectores de media temperatura suelen ser también placas planas, pero se reservan para uso residencial e industrial para calentar agua o aire.
Los colectores de alta temperatura utilizan espejos o lentes para enfocar la luz solar y se suelen utilizar en la industria para satisfacer necesidades de calor de hasta 300 grados C / 20 bares de presión y para la producción de electricidad. Hay dos tipos: la energía solar térmica concentrada (CST), destinada a las industrias para satisfacer las necesidades de calor, y la energía solar concentrada (CSP), para la producción de electricidad cuando se utiliza el calor obtenido. En términos de aplicación, la CST y la CSP no son sustituibles.
En el desierto americano de Mojave, en California y Nevada, se encuentran las mayores instalaciones. Estas plantas utilizan diferentes tecnologías. La instalación de energía solar Ivanpah (377 MW), la instalación de sistemas de generación de energía solar (354 MW) y Crescent Dunes (110 MW) son los mayores ejemplos. El otro gran desarrollador de centrales termosolares es España. La central solar Solnova (150 MW), la central solar Andasol (150 MW) y la central solar Extresol (100 MW) son los principales ejemplos.
🌼 Diagrama de la planta de energía solar térmica
Un método importante de almacenamiento y suministro de energía renovable para la gestión térmica es el uso de la energía solar como fuente de calor. Sin embargo, las dificultades asociadas a la combinación de almacenamiento de alta energía y liberación de calor de alta tasa de almacenamiento térmico solar (STS) disminuyen su capacidad de producir calor de forma controlable y, por tanto, impiden su despliegue en sistemas sensibles a la temperatura o que responden a ella. Aquí, mediante la optimización de la producción de calor de alta velocidad en estado sólido de las películas STS, anunciamos por primera vez el uso de ciclo cerrado de energía fototérmica para pantallas termocromáticas. Un conjunto de plantillas a base de tri-azobenceno (Azo) puede hacerse para combinar una densidad de energía máxima de 150,3 W h kg-1, una larga vida media (1250 h) y una alta densidad de potencia de 3036,9 W kg-1 regulando la interacción molecular. En una pantalla termocrómica compleja, la película STS provocará un cambio de color reversible al liberar calor para aumentar la temperatura en 6-7 °C. Al regular la velocidad de calentamiento y la temperatura para aprovechar eficazmente la energía fototérmica, también realizamos una liberación de calor variable. Para aprovechar la energía fototérmica para la gestión térmica, se podría utilizar la utilización cíclica eficiente de la energía fototérmica mediante un conjunto tri-Azo.
👏 Aplicaciones de la energía solar térmica
Se trata de desarrollar la electricidad en los sistemas solares fotovoltaicos, mientras que los sistemas térmicos se utilizan directamente para calentar el agua o el aire. No es necesario determinar cuál de las dos tecnologías es mejor para muchos hogares, ya que pueden utilizarse conjuntamente. El tema es algo diferente para las empresas y los propietarios de terrenos, ya que el objetivo principal es rentabilizar la inversión o producir un segundo ingreso sostenible.
Lightsource utiliza la energía solar fotovoltaica para sus instalaciones en los tejados. Aunque la energía solar fotovoltaica tiene un coste de capital más elevado que la térmica, esto se ha visto compensado por políticas como las tarifas de alimentación, lo que la convierte en una atractiva inversión a largo plazo. Con la disminución del coste de los paneles solares, así como el aumento del coste de la electricidad de la red, muchas personas ven la energía solar fotovoltaica como una inversión sólida que también puede añadir valor a sus hogares, como una forma de proteger sus futuros costes energéticos y como una forma de reducir drásticamente su huella de carbono.
En cuanto a la producción de electricidad, la energía solar fotovoltaica tiene una ventaja significativa sobre la energía solar térmica, ya que ésta se dedica a calentar agua o aire. Esto permite a los propietarios de la energía solar fotovoltaica vender el excedente de energía a la red y producir un segundo ingreso sostenible. Debido al tamaño de la instalación y a la cantidad de electricidad que se puede generar, se pueden conseguir grandes ahorros en electricidad cuando se instalan paneles solares fotovoltaicos en tejados comerciales o en terrenos agrícolas, un servicio que ofrece Lightsource.