¿Es la energía solar termoeléctrica una alternativa real?

• ¿Cómo funciona la energía solar termoeléctrica?
• Tipo de aplicaciones en termoeléctrica
• Orígenes e historia de la energía solar termoeléctrica
• Beneficios de tener una instalación termoeléctrica en casa
• ¿Es la energía solar termoeléctrica una alternativa real a los combustibles?

Cuando hablamos del funcionamiento de la energía solar termoeléctrica debemos destacar que se basa en el funcionamiento de una planta termosolar y que es similar al de una central térmica, pero que, en vez de carbón o gas, utiliza la energía del sol. Los rayos solares se concentran mediante espejos en un receptor que alcanza temperaturas de hasta 1.000 ºC. Este calor se usa para calentar un fluido y generar vapor, que mueve una turbina y produce la electricidad. Aunque las primeras centrales sólo podían operar durante las horas de irradiación solar, hoy en día es, posible almacenar el calor para producir de noche.

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Energía solar termoeléctrica con colectores cilíndrico-parabólicos:

Esta formada por espejos cóncavos curvados en forma de canal que concentran su radiación sobre una tubería que transporta aceite que alcanza altas temperaturas. Su carácter de ciclo combinado con combustión de gas las hace más productivas.

Generación de electricidad mediante energía solar termoeléctrica en planta con receptor central:

Esta instalación consta de un campo de heliostatos que siguen automáticamente al Sol y orientan el rayo hacia un receptor situado sobre una torre. Sin embargo, debemos mencionar que este tipo de energía se aplica o se utiliza actualmente en la parte doméstica de la siguientes formas:

• Calentar el agua de las piscinas de exterior o interior.
• Calefacción por suelo radiante o radiadores.
• Calentar el agua de uso domestico para la ducha, fregar platos, lavarse las manos, etc.
• Hacer funcionar aparatos de refrigeración.
• Secaderos de productos agrícolas.
• Uso industrial, por ejemplo en hornos solares.
• Refrigeración por medio de energía solar
• Transformar este calor en energía eléctrica.
• Desalinización mediante energía solar

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Los primeros indicios que tenemos de la historia de la energía solar térmica se remontan a las civilizaciones griegas y romanas del siglo III a.C. e incluso antes. Durante esta época, se obtenía fuego gracias a la concentración de los rayos del sol. En sus rituales religiosos se empleaban antorchas, que se encendían gracias a un recipiente de forma parabólica. En los días en los que hacía sol, se exponía este recipiente al sol. Debido a su interior, se lograba concentrar la radiación en su foco, y se alcanzaban así temperaturas muy elevadas. El resultado era que al acercar las antorchas a dicho foco, estas prendían con gran facilidad. Puesto que no se disponía aún de la suficiente información sobre la energía solar, se consideraba que se trataba un acto de los dioses.

Una aplicación más eficiente en la historia de la energía solar térmica llegó de la mano de Arquímedes. En Siracusa, y durante un combate militar, aquel dispuso una serie de espejos a lo largo de las murallas de la ciudad. Cuando se orientaban de forma que recibiesen los rayos del sol pero apuntasen hacia las naves romanas, el calor recibido se concentraba en estas. Así, gracias al llamado rayo de calor consiguió que ardiesen en muy poco tiempo. Muchos siglos después, Leonardo da Vinci volvió a experimentar con los espejos cóncavos. Aunque su invento no llegó a tener aplicaciones prácticas, allá por 1915 se logró producir vapor y calor industrial a partir de los rayos del sol. Para ello se creó un concentrador que tenía un diámetro de seis kilómetros.

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Contar con una instalación termoeléctrica en casa tiene sin duda alguna muchos beneficios, ya que a partir de la utilización de la energía solar combinada con la energía del agua, se puede generar partiendo desde este principio la energía que necesitamos en los hogares. Con instalaciones domesticas de equipos solares termoeléctricos se tiene la capacidad de generar la calefacción, el consumo de agua caliente sanitaria hasta en un 70 % en su totalidad. Las instalaciones solares termoeléctricas suelen ser instalaciones más caras que otras similares, sin embargo dicha inversión se logra recuperar a mediano plazo.

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Todas las plantas de producción de energía eléctrica que utilizan combustibles fósiles basan su principio de funcionamiento en la obtención de calor mediante la quema de esos combustibles para hervir agua y generar vapor. El vapor de agua se dirige hacia los álabes de una turbina que a su vez, acciona el rotor de un generador para producir electricidad. Este procedimiento, basado en la ley de Faraday, se ha generalizado a lo largo del siglo XX y mediante él, hoy en día se obtiene el 85% del total de la energía eléctrica producida en el mundo. Las consecuencias que tiene la quema de esos combustibles sobre el clima son sobradamente conocidas.

Pero hay alternativas que no precisan de la quema de combustibles fósiles para obtener electricidad. Las energías renovables (hidráulica, eólica y solar) pueden mover las turbinas de un generador recurriendo a otros procedimientos. En este artículo describiré una de las tecnologías que mayor proyección de futuro tiene: la energía solar termoeléctrica o termosolar. A grandes rasgos, una central termosolar consta de tres unidades principales:

1. Captadores solares, que son espejos que reflejan la luz del sol y la concentran en un determinado foco, convirtiendo la energía solar en energía térmica.

2. Un medio de almacenamiento del calor mediante vapor de agua o sales fundidas.

3. Un generador de energía eléctrica, que produce electricidad mediante una turbina accionada por el vapor obtenido en la conversión de la radiación solar en calor.

Las centrales termosolares son de cuatro tipos principales: concentradores lineales, concentradores con lentes de Fresnel, concentradores de torre y concentradores Stirling.