Energía térmica solar: ¿cómo funciona?
Os hemos comentado antes que la energía termosolar es una forma de producción de energía alternativa que se basa en convertir la energía en forma de calor del sol en movimiento mecánico, que a su vez se convierte en energía eléctrica utilizando turbinas. Ahora bien, ¿cómo se hace esto?
Una de las formas de aumentar el aprovechamiento de la energía térmica solar es utilizando superficies de espejo cilindro-parabólicas, que concentran la luz del sol en un solo “punto”. La base del funcionamiento es similar a la de las antenas parabólicas. Una superficie de espejo parabólica tiene la peculiaridad de que refleja la luz, que llega con trayectorias paralelas, de manera que todos los rayos reflejados pasan por el mismo punto, que se conoce como foco de la parábola.
Reflexión de rayos sobre un espejo parabólico
Este principio se usa en los concentradores de energía solar, y los dispositivos se conocen como superficies concentradoras cilindro-parabólicas, que a pesar del nombre complicado, como veis se basan en un principio bastante sencillo: si ponemos nuestro receptor en el punto por donde pasan todos los rayos reflejados aumentaremos la energía que podemos utilizar para calentar nuestro fluido de trabajo.
Concentrador de energía térmico solar mediante superficies cilindro-parabólicas
Los rayos que llegan al espejo se reflejan e inciden en el tubo longitudinal que está colocado a lo largo del espejo en el foco de la parábola. Si hacemos pasar el fluido que se utilizará como medio para el intercambio térmico por este tubo, aumentaremos su temperatura más que si el fluido se calentase directamente sobre o por debajo de la superficie, mejorando la eficiencia. Como debido a la rotación de la tierra la posición relativa del sol con respecto al concentrador cambia, a estos dispositivos se les dota de un mecanismo de seguimiento, que hace que que la orientación del espejo sea óptima durante todo el día.
Sistema de seguimiento de los concentradores de espejos para energía térmico solar
El fluido que va por dentro de los tubos colocados en el concentrador solar alcanza temperaturas de entre 290 y 390º C. Este fluido se hace pasar por intercambiadores de calor, que calientan producen vapor de agua que mueven una turbina eléctrica. En la turbina el vapor de agua se expande y se enfría, moviendo la turbina que se conecta a un generador que produce electricidad. Una vez enfriado, el vapor de agua, que ha transmitido parte de su energía a la turbina, se vuelve a hacer pasar por los intercambiadores de calor, se calienta y vuelve a pasar por la turbina. Y así una y otra vez.
Existen diversas estratégias que aumentan la eficiencia de este ciclo, como el uso de precalentadores, usar parte de la energía para mover un compresor, etc. En definitiva el proceso es el siguiente:
1.- La energía del sol se usa para calentar un fluido mediante concentradores solares.
2.- La energía que ahora está en el fluido se utiliza para producir vapor de agua.
3.- El vapor de agua mueve una turbina, a costa de perder gran parte de su energía.
4.- La turbina mueve un generador, que produce energía eléctrica que se vierte a la red.
Este es uno de los procesos que se utiliza para producir energía térmica solar, explicado de forma sencilla.
Saludos y energía verde.