Planta de energía y sistema de almacenamiento en uno: para energía controlable de fuentes renovables

En una planta de energía solar térmica, los espejos recogen la luz solar y la reflejan en receptores especiales. La radiación solar concentrada calienta un medio de transferencia térmica como la sal fundida o un aceite térmico a una temperatura de hasta 1000 grados centígrados. Este calor se utiliza inmediatamente para generar electricidad o se almacena en tanques grandes. El almacenamiento permite que la planta de energía obtenga el calor para generar vapor según sea necesario. El vapor impulsa una turbina, que produce electricidad a través de un generador. De esta manera, las plantas de energía solar térmica pueden suministrar electricidad exactamente cuando se necesita, independientemente de la hora del día o de las fluctuaciones en la irradiación solar. Al mismo tiempo, almacenar calor en grandes tanques de sal fundida es entre un 80 y un 90 por ciento menos costoso que almacenar electricidad en baterías.

“Estas centrales eléctricas controlables son de enorme importancia para un suministro energético estable. Esto se debe a que la energía renovable a partir de la energía eólica y la fotovoltaica siempre está sujeta a fluctuaciones estacionales y diurnas; en otras palabras, depende de si sopla el viento y brilla el sol ”, dice Robert Pitz-Paal, director del  Instituto DLR de Investigación solar, que coordinó el estudio. “En regiones con los niveles de radiación solar directa requeridos, las plantas de energía solar térmica pueden reemplazar las plantas de energía fósil como plantas de energía controlable. Al hacerlo, abren la posibilidad de un sistema energético que dependa predominantemente o al 100 por ciento de fuentes de energía renovables en estos lugares ”. Además, las plantas de energía solar térmica también pueden proporcionar calor de proceso a una temperatura muy alta para empresas industriales y utilizarse en la producción de hidrógeno y combustibles sintéticos. Esto ayuda a que los procesos industriales sean menos intensivos en dióxido de carbono y que el sector de la movilidad sea más sostenible.

Tecnología emergente con enorme potencial

Las plantas de energía solar térmica están todavía en pañales. Actualmente existen aproximadamente 100 plantas de este tipo en todo el mundo, con una capacidad total de 6,2 gigavatios. Se encuentran principalmente en las regiones Sunbelt, alrededor del Mediterráneo y en el norte de África, el sur de Estados Unidos y Australia, por ejemplo. Hoy en día, la electricidad procedente de plantas de energía solar térmica ya es competitiva con la electricidad procedente de combustibles fósiles en ubicaciones favorables. “La innovación, la producción en masa y una mayor competencia dentro de un mercado en crecimiento contribuirán a una reducción adicional significativa de los costos”, dice Pitz-Paal con certeza. Él cree que los costos de producción de electricidad de cinco centavos de dólar por kilovatio-hora serán alcanzables dentro de los próximos 10 años.

El futuro de la energía solar térmica: con la última tecnología y nuevas empresas de Alemania

La industria alemana está bien posicionada para posicionarse como líder en esta área de tecnología. Su enfoque en las exportaciones y su amplia experiencia en ingeniería de plantas y maquinaria resultará particularmente útil a este respecto. “Otros proyectos de demostración y plantas de referencia con apoyo político desempeñarán un papel particularmente importante a la hora de llevar las innovaciones al lanzamiento al mercado. Al mismo tiempo, las pequeñas y medianas empresas altamente innovadoras necesitan apoyo durante la fase inicial para poder afirmarse en grandes proyectos de centrales eléctricas ”, dice Pitz-Paal. Sin embargo, este desarrollo no es una calle de un solo sentido. Para lograr sus objetivos climáticos a largo plazo, Alemania depende de las importaciones de energía. Los países ricos en sol donde las plantas de energía solar térmica producen energía controlable a partir de fuentes renovables tienen el potencial de convertirse en socios de cooperación. Este es también el caso de la producción de hidrógeno verde y combustibles sintéticos.

DLR como socio para la industria: más de 40 años de experiencia y conocimientos

DLR ha estado desarrollando sistemas de energía solar de concentración para plantas de energía solar térmica durante más de cuatro décadas. DLR está apoyando el lanzamiento comercial de la tecnología, especialmente en España, mediante el análisis de las condiciones locales, el desarrollo de colectores solares, la realización de estudios de viabilidad, la implementación de medidas de aseguramiento de la calidad y la formación de personal especializado. El hecho de que los campos solares de las plantas de energía solar térmica estén produciendo un rendimiento tan alto en todo el mundo se debe a las tecnologías desarrolladas y comercializadas por DLR.

Como parte de la investigación energética del DLR, aproximadamente 200 científicos de siete institutos del DLR están trabajando en tecnologías para plantas de energía solar térmica. En cooperación con socios de la industria, están avanzando y probando estos nuevos desarrollos para reducir aún más los costos de la electricidad generada con energía solar térmica. Además, han surgido varias empresas emergentes de DLR (
CSP Services ,  HelioHeat ,  Heliokon  y  Volateq  ) para participar activamente en este campo. Juntos, ahora emplean a unas 50 personas.