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¿Cómo funciona la energía solar térmica?

marzo 18, 2022
¿Cómo funciona la energía solar térmica?

Cómo funciona la energía solar paso a paso

La Administración de Información Energética de Estados Unidos clasifica los colectores solares térmicos en colectores de baja, media o alta temperatura. Los colectores de baja temperatura no suelen estar acristalados y se utilizan para calentar piscinas o el aire de ventilación. Los colectores de media temperatura también suelen ser placas planas, pero se utilizan para calentar agua o aire para uso residencial y comercial.

Los colectores de alta temperatura concentran la luz solar mediante espejos o lentes y suelen utilizarse para satisfacer las necesidades de calor de hasta 300 grados C / 20 bares de presión en las industrias, así como para la producción de energía eléctrica. Hay dos categorías: la energía solar térmica concentrada (CST) para satisfacer las necesidades de calor de las industrias, y la energía solar concentrada (CSP) cuando el calor recogido se utiliza para la generación de energía eléctrica. La CST y la CSP no son sustituibles en términos de aplicación.

Las mayores instalaciones se encuentran en el desierto americano de Mojave, en California y Nevada. Estas plantas emplean una variedad de tecnologías diferentes. Los ejemplos más grandes son, Ivanpah Solar Power Facility (377 MW), la instalación Solar Energy Generating Systems (354 MW) y Crescent Dunes (110 MW). España es el otro gran desarrollador de centrales termosolares. Los ejemplos más importantes son la central solar Solnova (150 MW), la central solar Andasol (150 MW) y la central solar Extresol (100 MW).

Planta de energía solar térmica

Los sistemas de generación de energía solar térmica/eléctrica recogen y concentran la luz solar para producir el calor a alta temperatura necesario para generar electricidad. Todos los sistemas de energía solar térmica tienen colectores de energía solar con dos componentes principales: reflectores (espejos) que captan y enfocan la luz solar hacia un receptor. En la mayoría de los tipos de sistemas, un fluido de transferencia de calor se calienta y circula en el receptor y se utiliza para producir vapor. El vapor se convierte en energía mecánica en una turbina, que acciona un generador para producir electricidad. Los sistemas de energía solar térmica cuentan con sistemas de seguimiento que mantienen la luz solar enfocada hacia el receptor durante todo el día, a medida que el sol cambia de posición en el cielo. Las centrales termosolares suelen tener un gran campo o conjunto de colectores que suministran calor a una turbina y un generador. Varias instalaciones de energía solar térmica en Estados Unidos tienen dos o más plantas de energía solar con matrices y generadores separados.

Los sistemas de energía solar térmica también pueden tener un componente de sistema de almacenamiento de energía térmica que permite al sistema de colectores solares calentar un sistema de almacenamiento de energía durante el día, y el calor del sistema de almacenamiento se utiliza para producir electricidad por la noche o durante el tiempo nublado. Las centrales solares térmicas también pueden ser sistemas híbridos que utilizan otros combustibles (normalmente gas natural) para complementar la energía del sol durante los periodos de baja radiación solar.

Cómo funcionan los paneles solares

La tecnología de concentración solar térmica (CST) aprovecha la energía del Sol para generar electricidad. Utiliza lentes y reflectores para concentrar la luz solar, calentar un fluido como el agua o el aceite y producir vapor para accionar una turbina.

En la fase actual de desarrollo de la tecnología, las principales aplicaciones de la energía solar térmica son el calentamiento del agua, la calefacción de edificios y el calentamiento de piscinas. En general, los colectores utilizados son colectores planos de energía solar, en posición fija.

En los de tipo no concentrado, la superficie que recoge la energía solar es la misma que absorbe la energía. Mientras que en los colectores de concentración, la superficie que recoge la energía solar es mayor, a veces cientos de veces mayor, que la superficie de absorción.

Las centrales termosolares utilizan los rayos del Sol para calentar un fluido y producir vapor a alta presión y temperatura. El vapor, a su vez, se convierte en energía mecánica en una turbina y en electricidad en un generador convencional acoplado a la turbina.

Cómo crea el sol la energía eólica

Las centrales termosolares son plantas de generación de electricidad que utilizan la energía del Sol para calentar un fluido a alta temperatura. Este fluido transfiere entonces su calor al agua, que se convierte en vapor sobrecalentado. Este vapor se utiliza entonces para hacer girar las turbinas de una central eléctrica, y esta energía mecánica se convierte en electricidad mediante un generador. Este tipo de generación es esencialmente el mismo que la generación de electricidad que utiliza combustibles fósiles, pero en su lugar calienta el vapor utilizando la luz solar en lugar de la combustión de los combustibles fósiles[2] Estos sistemas utilizan colectores solares para concentrar los rayos del Sol en un punto y conseguir las temperaturas adecuadas.

Existen dos tipos de sistemas para recoger la radiación solar y almacenarla: los sistemas pasivos y los sistemas activos. Las centrales termosolares se consideran sistemas activos[3]. Estas centrales están diseñadas para funcionar sólo con energía solar, pero la mayoría de ellas pueden utilizar la combustión de combustibles fósiles para complementar la producción cuando sea necesario[2].

A pesar de que existen varios tipos de centrales termosolares, todas son iguales en el sentido de que utilizan espejos para reflejar y concentrar la luz solar en un punto. En este punto, la energía solar se recoge y se convierte en energía térmica, que crea vapor y hace funcionar un generador. De este modo se genera electricidad.

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