En Estado Crudo
El mundo de la energía está inmerso actualmente en un profundo cambio para migrar desde las fuentes de energía tradicionales, basadas en el uso de hidrocarburos y de otros combustibles fósiles altamente contaminantes, hacia modelos más sostenibles en los que se prioriza el uso de las fuentes de energía limpia y renovables. Formas alternativas de obtener energía fundamentadas en el uso de fuerzas naturales virtualmente inagotables y cuya explotación no conlleva una emisión extra de CO2 y gases de efecto invernadero. Algunas de estas energías limpias serían la energía hidroeléctrica, la energía eólica, la energía mareomotriz y, por supuesto, también la energía solar.
Centrándonos en esta última energía solar, en general, contamos con tres formas principales para poder aprovechar de manera más o menos eficiente la energía lumínica y calorífica que nos brindan los rayos del sol. Estas son: a través del uso de paneles solares fotovoltaicos, capaces de transformar esta energía solar en una diferencia de potencial eléctrico; mediante tecnología solar pasiva, aprovechando directamente la energía solar sin transformarla previamente en otras formas de energía; o mediante soluciones destinadas a captar y almacenar la energía solar térmica.
En este artículo vamos a centrarnos en esta última modalidad de energía solar. Vamos a aprender qué es y cómo funciona la energía solar térmica. Y por último, descubriremos también las principales ventajas de este tipo de energía solar y también algunas desventajas de esta forma de aprovechar la energía del sol en forma de calor.
¿Qué es y cómo funciona la energía solar térmica?
La energía solar térmica sería aquella forma de energía en la que aprovechamos el calor de los rayos del sol a través del uso de paneles y placas solares térmicas y colectores solares térmicos. Mediante esta tecnología es posible aprovechar el calor que emite el sol para calentar los acumuladores de los sistemas termosolares, circuitos de agua —o de otros medios portadores de calor, normalmente fluidos, pero también algunos gases— para destinarlo a aplicaciones como la generación de agua caliente de uso doméstico o industrial, o la producción de electricidad mediante la implementación de turbinas electrogeneradoras en los circuitos.
En función de la aplicación final a la que vaya a destinarse el consumo de energía, los paneles termosolares o placas solares térmicas serán de uno u otro tipo, según la temperatura que se necesite generar. Así, podremos diferenciar principalmente entre paneles de baja temperatura, de temperatura media o paneles de alta temperatura; en función de si el agua circulante en estos sistemas se calienta por debajo de los 100 ºC, entre 100 ºC y 300 ºC, o por encima de los 300 ºC, respectivamente. En el primero de los casos, hablaríamos de sistemas de paneles termosolares destinados a un uso doméstico, normalmente empleados para el calentamiento de agua caliente sanitaria o para sistemas de calefacción para el hogar. En el caso de los paneles de temperatura media, estos se destinan generalmente a sistemas de calefacción industriales en los que los circuitos son más largos y hay más pérdida de calor. Por último, los sistemas termosolares de alta temperatura serían los empleados para la producción de energía eléctrica en las centrales termosolares mediante el uso de alternadores.
Más allá del tamaño del sistema y de la aplicación concreta, el funcionamiento básico es el mismo. En primer lugar, los rayos del sol deben ser captados por los paneles solares termoeléctricos. Una vez captados, estos son concentrados mediante el uso de reflectores y espejos, y son apuntados al circuito por el que circula el fluido o gas que se emplee en cada caso como portador de calor —generalmente agua— de manera que en algunos casos se pueden llegar a generar temperaturas cercanas a los 1000 ºC. En el caso de las centrales termosolares, este sistema de paneles y espejos, denominado como heliostato, puede ser orientado de manera automática en función de la incidencia de los rayos del sol, para maximizar la eficiencia en la captación de radiación solar.
Con estos sistemas de producción industrial se pueden llegar a producir temperaturas tan elevadas que es posible producir un chorro de vapor fuerte y constante, capaz de mover turbinas electrogeneradoras y producir con ello energía eléctrica de manera eficiente, limpia y virtualmente ilimitada.
Grandes ventajas de la energía solar térmica
La primera y fundamental ventaja de la energía solar térmica respecto de otras formas de producción y aprovechamiento de energía radica en que la termosolar es una de las pocas formas de energía que podemos considerar como energía limpia o energía verde, en tanto que su producción no implica emitir CO2 o gases contaminantes de efecto invernadero a la atmósfera. Y por lo tanto, se trata de una forma de energía sostenible y respetuosa con el planeta.
Pero además de esta gran ventaja, la energía solar térmica tiene otros muchos beneficios que merece la pena destacar. Entre los principales, estos que siguen:
- Se trata de una fuente de energía renovable y virtualmente inagotable. Podremos contar con ella mientras el sol siga brillando, por lo que representa una alternativa viable a las fuentes de energía no renovables basadas en el uso de combustibles fósiles; o a otras alternativas de impacto ambiental enormemente mayor, como sería el caso de la energía nuclear.
- Como hemos visto, la energía termosolar es una forma de producir y almacenar energía muy versátil. Así, puede implementarse de forma industrial, para la producción de grandes cantidades de energía eléctrica; o puede recurrirse a ella también en formatos más comedidos, como parte de los sistemas de climatización y de calentamiento de agua sanitaria de viviendas y otros edificios.
- Permite la acumulación de la energía del sol en forma de calor, de manera que es posible administrar en cierta medida el suministro energético en función de la demanda de energía que haya en cada momento. En el caso de las centrales termosolares suelen emplearse ciertas sales de potasio, de calcio y de sodio, que permiten mejorar la eficiencia del sistema en el mantenimiento del calor.
- Permite la transformación de la energía solar en energía eléctrica, de forma que se multiplican las aplicaciones potenciales de la tecnología termosolar.
- En el caso de las instalaciones domésticas, la energía solar térmica puede ser una buena opción energética para abastecer a viviendas que se hallen en lugares remotos, donde la conexión a una red eléctrica comercial no es posible. También es una buena alternativa energética para casas y otros edificios energéticamente autosuficientes.
Algunas desventajas de la energía solar térmica
Para terminar, señalaremos algunas de las principales desventajas de este tipo de energía solar. En primer lugar y la más evidente, es la necesidad de que haya una exposición suficiente a la radiación solar para que este tipo de sistemas termosolares puedan producir una cantidad de energía significativa. Así, se trata de una opción energética que no resulta interesante en zonas del planeta con pocas horas de luz, o con climatologías adversas.
Por otro lado, en muchas ocasiones la energía solar térmica no resulta suficiente para ciertas aplicaciones, por lo que esta puede emplearse en conjunción con sistemas energéticos contaminantes, como por ejemplo, los empleados en las centrales térmicas convencionales. Y en estos casos, la producción de energía eléctrica sí conllevaría un cierto nivel de emisiones de CO2 y de gases de efecto invernadero contaminantes.
Por último, la inversión inicial para la instalación de los equipos para el aprovechamiento de la energía térmica solar suele ser elevada. Aunque al funcionar a partir de una fuente de energía gratuita, renovable e ilimitada, el retorno de la inversión a medio plazo está prácticamente garantizado en circunstancias normales. Además, estos equipos tienen una vida útil elevada, de alrededor de unos 20 – 25 años y su mantenimiento es prácticamente innecesario.
