Cilindro-parabolicos | Receptor central | Discos parabólicos | |
Potencia | 30-80 MW | 10-200 MW | 5-25 kW |
Temperatura operación | 390°C | 565°C | 750°C |
Factor capacidad anual | 23-50% | 20-77% | 25% |
Eficiencia pico | 20% | 23% | 29,4% |
Eficiencia neta anual | 11-16% | 7-20% | 11-25% |
Estado comercial | Disponible | Demostración | Prototipos-demostración |
Riesgo tecnológico | Bajo | Medio | Alto |
Almacenamiento | Limitado | Sí | Baterías |
Diseños híbridos | Si | Sí | Sí |
Coste W instalado (euros) | 3,49-2,34 | 3,83-2,16 | 11,00-1,14 |
Hay proyectos de instalar plantas de este tipo en Brasil, Egipto, Grecia, India, México, Pakistán y España. Según los expertos, es probable que el coste de los CCP descienda rápidamente, como consecuencia de una producción en masa de los componentes y la aparición de nuevos suministradores. Además, hay mejoras tecnológicas que están próximas, como la generación directa de vapor en los propios tubos absorbentes de los captadores solares, que puede reducir los costes e incrementar el rendimiento general de las plantas.
Desde 1996 el CIEMAT ha estado inmerso en el llamado proyecto DISS, un completo plan de I+D destinado a la mejora tecnológica de los colectores cilindroparabólicos. Los resultados han puesto de manifiesto que la generación directa de vapor puede sustituir a la de tecnología de transferencia mediante un fluido en un plazo de cinco años.
Receptor central con helióstatos
Consisten en un campo de helióstatos que siguen la posición del sol en todo momento y orientan el rayo reflejado hacia el foco colocado en la parte superior de una torre. Los órdenes de concentración son de 200 a 1.000 veces y las potencias unitarias están entre 10 y 200 MW. En estas centrales se alcanzan altas temperaturas y tienen el potencial de generar electricidad con altos factores de capacidad mediante el uso de almacenamiento térmico. Es un aspecto fundamental ya que los técnicos calculan que el tiempo útil de aprovechamiento solar en España es de 2.000 horas equivalente al año. Pero en la actualidad existen sistemas de almacenamiento que seguirían produciendo energía cuando ya se ha puesto el sol, hasta superar las 4.500 horas equivalentes al año.
De la decena de plantas experimentales que se han construido en el mundo, tres se localizan en España, dentro de las instalaciones que el CIEMAT tiene en la Plataforma Solar de Almería. La principal diferencia de las plantas experimentales está en los fluidos térmicos utilizados en el receptor: sodio líquido, vapor saturado o sobrecalentado, sales de nitratos fundidas y aire.
Sea como fuere, la viabilidad técnica de las centrales de torre ha quedado demostrada. Se considera técnicamente posible alcanzar rendimientos de hasta el 20%, con costes de inversión en torno a 2,1 euros/W pico, pero se precisa una primera planta de demostración comercial que valide la tecnología en condiciones reales de producción.
Sistemas discoStirling
Encierran el mayor potencial a largo plazo por su alta eficiencia y su modularidad. Son pequeñas unidades independientes con reflector parabólico, habitualmente conectado a un motor Stirling situado en el foco. Los niveles de concentración son superiores (1.0004.000) y las potencias unitarias van de 5 a 25 kW. La conversión de radiación solar en energía eléctrica alcanza valores de máximos de hasta un 30%, en unidades de 7 a 25 kW. Consiguen relaciones de concentración por encima de 3.000, lo que permite alcanzar temperaturas de operación entre 650°C y 800°C. La superficie cóncava del concentrador está recubierta de espejos que reflejan los rayos del sol sobre un receptor de tipo cavidad. Hay dos métodos de transferencia de esa radiación. El primero consiste en unos tubos por los que circula un gas helio, hidrógeno o aire que recoge el calor.
Otro método es el llamado "tubo de calor", con el que se vaporiza un metal líquido que luego condensa en la superficie de los tubos por los que circula el gas de trabajo. De momento no hay proyectos comerciales de esta tecnología, aunque sí numerosos prototipos. En Europa los principales desarrollos parten de las empresa alemanas SBP y SOLO Kleinmotoren, esta última en lo que respecta al suministro del motor Stirling solarizado. En la Plataforma Solar de Almería se han desarrollado ocho unidades de 7,5 y 8,5 m de diámetro, con más de 30.000 horas acumuladas de operación. El motor trabaja con helio a 630°C y los rendimientos que se consiguen son del 20%.
Manuel Romero, director de la Plataforma Solar de Almería, insiste en la necesidad de que los proyectos salgan cuanto antes a la luz. "Nosotros ya estamos trabajando en lo que sería la segunda generación de plantas solares, pero para seguir adelante es preciso que lleguen a la fase industrial las de la primera generación, que ya está demostrada".
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