Así funciona una central solar para generar energía
Las instalaciones solares aprovechan la radiación para transformarla en energía térmica o eléctrica. Existen dos tipos: las termoeléctricas calientan un fluido para obtener vapor de agua y mover la turbina que genera electricidad, mientras que los parques fotovoltaicos dominan la reacción del silicio que convierte la luz en electrones.
Las primeras centrales solares termoeléctricas se construyeron en Europa y Japón a principios de los años ochenta del siglo pasado. Todas producen energía renovable y limpia, no generan emisiones de CO2 que contribuyen al calentamiento global.
De acuerdo con su tecnología, se pueden clasificar tres tipos de termoeléctricas solares: de torre, de disco parabólico Stirling y de colectores cilindro-parabólicos. Las tres emplean un sistema de espejos que concentran la radiación solar para producir vapor de agua.
El sol, la gran fuente de energía renovable
En las primeras los espejos planos direccionales (heliostatos) concentran toda la radiación en un punto situado en lo alto de una torre que puede superar incluso los 200 metros de altura. Estas son las llamadas de receptor central. Ese calor se transfiere al agua que circula por el interior de una caldera. Así inicia un ciclo convencional de agua-vapor mediante turbina conectada a un generador.
Estas instalaciones solo estaban operativas durante las horas de sol, pero esta limitación ha logrado superarse gracias a una mezcla de sales fundidas (a base de nitrato potásico y nitrato sódico) que circula por el interior de las torres y logra acumular suficiente temperatura para garantizar el funcionamiento durante las noches.
La continuidad operativa y de generación, uno de los principales escollos para el desarrollo de las renovables, es una de las razones por las que este tipo de centrales están llamadas a jugar un papel importante en la transición energética.
Una central solar pionera en España
La primera termoeléctrica de torre en el mundo nació en España, en 2006: Solúcar PS10, propiedad de la compañía Abengoa y ubicada en Sanlúcar la Mayor (Sevilla).
España fue también el primer país en explotar una termoeléctrica capaz de funcionar en horario nocturno gracias a la tecnología de sales fundidas para suministrar energía en función de la demanda: la planta Gemasolar, también situada en Sevilla y propiedad de Torresol Energy. Su torre alcanza 140 metros de altura y evita la emisión a la atmósfera de 28.000 toneladas de CO2 al año.
Uno de los síntomas de avance en este sector es el crecimiento de las torres. A comienzos de 2020 la más elevada, en Dubai, alcanzaba 260 metros (la torre Eiffel ronda los 300 metros de altura).
Discos parabólicos de las centrales solares
Por su parte, las centrales de disco despliegan espejos parabólicos, de entre cinco y 12 metros aproximadamente, que cuentan con un sistema de seguimiento continuo para orientarse hacia el sol de forma perpendicular y optimizar la captación de energía.
La forma parabólica de los espejos permite concentrarla en un foco donde se sitúa el receptor. Este, con toda la energía posible absorbida, la transfiere al motor Stirling que funciona con el propio calor suministrado. Mediante la conexión con un transformador o un generador, se logra la producción eléctrica.
Algunas centrales termoeléctricas emplean cilindros parabólicos para captar la luz solar. De unos seis metros de altura por 12 de longitud, contienen en su interior tuberías con fluidos orgánico-sintéticos que se calientan y producen el vapor para activar la turbina.
El poder del silicio para obtener energía solar
Los parques fotovoltaicos no funcionan con vapor, turbinas ni fluidos portantes de calor, sino con placas solares de células de silicio, un material semiconductor capaz de transformar los fotones de la luz en electrones para lograr el fluido eléctrico. Estas placas tienen un largo ciclo de vida, de entre 20 y 30 años.
El fluido eléctrico de los paneles solares debe convertirse en corriente alterna para distribuirla en la red por medio de un circuito convertidor, llamado inversor fotovoltaico. Luego, un centro de transformación se encarga de adaptar la intensidad y el voltaje para transferir la electricidad a las líneas de alta tensión.
Las centrales solares más poderosas del mundo
Las dos mayores plantas fotovoltaicas del planeta se despliegan bajo el sol de India: el parque Bhadla, con una potencia instalada de 2.245 MW (megavatios). Sigue sus pasos el Pavagada Solar Park, con 2.050 MW. La conocida como Gran muralla solar china, en el desierto de Tengger del gigante asiático, ocupa la tercera plaza: 1.500 MW. Ya existen proyectos a medio plazo que prometen relegar en la lista a estas tres mega instalaciones.
Además de producir energía limpia y a bajo coste, otro aliciente de la tecnología fotovoltaica es la generación de empleo. Ocupa el primer puesto del sector de las energías renovables en ese aspecto: proporcionan 4,9 millones de puestos de trabajo, según la Agencia Internacional de las Energías Renovables (IRENA).
