La energía termosolar es una forma relativamente barata de almacenar el calor generado por el sol (en tanques de sales térmicas) que permite gestionar la producción de energía eléctrica, ya que ofrece una respuesta a la demanda de energía eléctrica que está desvinculada con las horas de sol, es decir, que esa energía se puede usar de noche.
Las plantas termosolares funcionan almacenando el calor que captan a partir de la luz solar para, posteriormente, generar energía eléctrica. De este modo, si en ciertos momentos no hace sol, dado que se ha almacenado parte de esa energía en la planta, esta puede seguir funcionando y generando electricidad para el consumo.
Sin embargo, "la falta de sistemas de almacenamiento hacen que el recurso solar se desperdicie", explica Javier Muñoz-Antón, investigador de la ETSI Industriales y uno de los autores del estudio, publicado en la revista internacional Solar Energy.
Por ello, para no desaprovechar ese exceso de energía, los investigadores de la UPM se plantearon una posibilidad alternativa: aprovechar el exceso de energía, "en lugar de para producir energía eléctrica, para hacer frente a los consumos parásitos de la propia planta, es decir, para hacer frente a algunas de sus necesidades de funcionamiento", explican los investigadores en un comunicado.
Javier Muñoz-Antón, investigador de la ETSI Industriales: "El problema llega en las plantas solares con colectores cilindroparabólicos que no disponen de un sistema de almacenamiento. En este caso, cuando hay exceso de recurso solar, éste no se capitaliza, ya que se deja de aprovechar cierta parte del sistema de captación de energía solar o campo solar porque ese exceso de energía no puede ser utilizado por el sistema de producción de energía eléctrica".
Exceso de calor para consumo propio
El consumo parásito más representativo de estas plantas es el asociado al bombeo del fluido que recorre el campo solar calentándose fruto de la energía solar concentrada que los colectores cilindroparabólicos dirigen hacia las tuberías por las que este fluido discurre. Si este fluido se hace mover con bombas que consuman ese excedente de energía, la planta termosolar será más eficiente.
"Esto se puede lograr permitiendo que la planta genere un exceso de vapor mínimo con el exceso de energía del campo solar", explica Muóz-Antón. "En lugar de enviar dicho vapor a la turbina que acciona el generador eléctrico (que estaría ya al 100% y no admite más) lo enviamos para alimentar pequeñas turbinas acopladas a las bombas del fluido que viaja por el campo solar, ahorrando el consumo de electricidad de las bombas eléctricas normales".
Además de ser sostenible, la solución propuesta por los investigadores participantes en el trabajo, "no necesita de grandes modificaciones en la planta solar", por lo que "no supondría una gran inversión en las centrales", aseguran. Además, "este concepto se basa en componentes estándar y de bajo coste, y está concebido para ser instalado en una planta existente con pequeñas modificaciones, durante cualquiera de las paradas programadas", añaden.
Test de eficiencia
Para evaluar hasta qué punto su solución es eficiente, los investigadores aplicaron su propuesta a una planta solar de colectores cilindroparabólicos de 50 MW creando un modelo de estudio. Los resultados son "alentadores", aseguran, ya que "no solo se consigue generar más energía, sino que también se ahorran costes en el funcionamiento de la planta".
En concreto, "se ha calculado un incremento potencial de la producción eléctrica neta de entre el 0,8% y el 2,1%", en función del tamaño de la planta. Es un resultado "destacable", sobre todo teniendo en cuenta "la sencillez de la solución estudiada". Además, una evaluación económica preliminar de las ideas expuestas en este trabajo para una planta existente "muestra una mejora del coste por kWh de una planta convencional que puede variar desde poco más del 0,1% hasta mucho más del 1,3% para campos más grandes", concluyen.
Para los investigadores la importancia de este trabajo, radica en que presenta un novedoso concepto capaz de aumentar la producción de las plantas solares térmicas de concentración o de reducir el coste, según el punto de vista desde el cual se mire, ayudando a resolver el problema de la gestionabilidad de las energías renovables mediante una solución de bajo coste y respetuosa con el medioambiente.
Artículos relacionados
