La leyenda comenta que Arquímedes repelió la flota romana invasora concentrando la luz del sol en la flota romana invasora y valiéndose solamente de espejos.
En la actualidad, hemos desarrollado el concentrador solar. Un sistema que nos permite concentrar la energía solar en un área reducida que posteriormente nos permite producir electricidad.
A continuación veremos los diferentes tipos de concentradores solares que existen y sus usos.
¿Qué es un concentrador solar?
La energía solar concentrada es una tecnología que utiliza reflectores para concentrar la energía del sol en una pequeña área conocida como receptor y así aumentar la intensidad energética.
El receptor recoge el calor y lo utiliza para impulsar una turbina de vapor generando electricidad.
La energía térmica concentrada en una planta se almacena o también podemos utilizarla para producir electricidad cuando se necesite, de día o de noche.
Esta capacidad de almacenar energía solar hace que la energía solar de concentración sea una fuente flexible y distribuible de energía renovable.
Energía solar concentrada
Para una mayor eficiencia a la hora de captar la luz solar es necesario un sistema de tracking y seguimiento solar por parte de los paneles solares a lo largo del día.
Tipos de concentradores solares
Los diferentes tipos de concentradores solares se basan en el mismo principio para su funcionamiento. Utilizan energía solar térmica concentrada para producir electricidad.
Hay cuatro tipos de tecnologías diferentes donde se utiliza la concentración solar para generar energía. Vamos a ver cuáles son:
- Torre central de energía
El sistema de torre de energía o de receptor central utiliza espejos de seguimiento solar llamados helióstatos para enfocar la luz solar en un receptor central situado en la parte superior de la torre.
Un fluido calentado en el receptor se utiliza para generar vapor que, a su vez, se utiliza en una turbina-generador convencional para producir electricidad.
- Sistemas de colectores cilindro parabólicos
La energía solar se concentra en grandes colectores en forma de canal con curvas parabólicas que se utilizan para concentrar la luz solar en un tubo receptor lineal.
El tubo receptor lineal está lleno de un fluido de transferencia de calor que absorbe energía térmica de la luz solar enfocada. El calor recolectado se puede usar inmediatamente para hacer funcionar un motor térmico que produce electricidad, o almacenarse para generar energía más tarde.
- Sistema Fresnel
De manera similar al sistema de cilindro parabólico, un concentrador lineal Fresnel consta de una gran cantidad de colectores en filas paralelas. Los espejos se colocan planos en el suelo y concentran la luz solar en un tubo absorbente (receptor).
- Sistema de plato parabólico
Un sistema de plato parabólico consiste en un concentrador de foco puntual de forma parabólica en forma de plato que refleja la radiación solar en un receptor montado en el punto focal. Este concentrador de luz está montado sobre una estructura con un sistema de seguimiento de dos ejes para seguir el sol.
El calor recolectado se utiliza directamente en un motor térmico montado en el receptor que se mueve con la estructura del plato.
¿Cuáles son los usos de los concentradores solares?
El uso más común de esta tecnología es la generación de electricidad. Sin embargo, encontramos otros usos donde se aprovecha la energía térmica.
Concentrador solar
La generación de energía se consigue de dos formas diferentes. Por un lado generando vapor y accionando unas turbinas, y por otro mediante un motor stirling que se conecta al generador eléctrico.
Otro uso que se le da a los concentradores solares es el de utilizarlo como cocina solar donde un concentrador 3D nos permite calentar una zona focal.
Encender un fuego con un concentrador solar es otro de los usos. Es el mismo principio cuando se usa una lupa para enfocar los rayos del sol en una pila de leña.
También se utiliza en una variedad de aplicaciones industriales, como desalinización de agua, recuperación mejorada de petróleo, procesamiento de alimentos, producción química y procesamiento de minerales.
¿Cuáles son los pros y contras de la energía solar concentrada?
Pasamos a ver las ventajas de utilizar energía solar concentrada:
- Energía limpia
La energía solar concentrada captura el calor de la luz solar y luego lo utiliza para producir electricidad. No se generan emisiones durante el proceso.
- Almacenamiento
El sistema de concentración solar nos permite almacenar calor en un medio como sal fundida o aceite. Esta tecnología de almacenamiento es un importante punto, ya que opera a un costo menor que las opciones de baterías de litio.
- Complementa a otras energías renovables
Al poder almacenarse, nos proporciona energía cuando más se necesita, como por ejemplo, durante la noche.
- Múltiples usos
Ya sea para calentar una olla o la generación de calor en aplicaciones industriales. Tiene diversos usos.
En cambio, como contras encontramos que:
- Alto costo
De los diferentes tipos de generación de energía, el concentrador solar fotovoltaico es la más cara.
- Impacto medioambiental
Grandes extensiones de tierra son necesarios para su implementación.
Aplicaciones de los concentradores solares
- Pequeños concentradores
Pequeños concentradores solares como una cocina solar.
- Generación de electricidad
Generar vapor y accionar turbinas de vapor.
- Otras aplicaciones
Calentar agua sanitaria para usar en baños o aplicaciones industriales.
Conclusiones
Si bien los altos costos y los desafíos técnicos han limitado la adopción de esta tecnología, parece estar cambiando la adopción de los concentradores solares a la hora de generar energía.
Las nuevas innovaciones en esta tecnología están haciendo que los sistemas sean cada vez más rentables.
Esperamos que haya sido de ayuda este post sobre concentradores solares.
