Actualmente, uno de los principales problemas en el ámbito de las energías renovables, es su almacenamiento. España es una gran generadora de energía fotovoltaica y eólica, sin embargo, sólo podemos disponer de esta tecnología en el momento en el que se produce. En este sentido, la energía termosolar o solar térmica se presenta como una solución de almacenamiento efectiva, ya que almacenar energía termosolar de concentración sería más barato que hacerlo mediante fotovoltaica con baterías.
La luz del Sol se puede usar para calentar un material u objeto hasta temperaturas extremadamente altas. Esto es lo que hace posible la energía termosolar de concentración. Así, las centrales termosolares convierten la energía solar en electricidad mediante espejos o lentes para concentrar una gran cantidad de luz en una pequeña área, que genera calor que se transfiere a grandes tanques de sal fundida que pueden funcionar como una pila, de modo que absorben el calor durante el día y lo liberan por la noche para generar la energía eléctrica (transfiriendo el calor a un fluido supercrítico que hace girar una turbina).
Los elementos críticos en ese proceso, son los intercambiadores de calor usados para transferir el calor almacenado en la sal fundida al fluido supercrítico. Si se pudiera hacer que todo el proceso funcionara a temperaturas aún más altas, se podría producir más electricidad a partir de una determinada cantidad de luz solar.
Actualmente, estos intercambiadores de calor están hechos de acero inoxidable o aleaciones a base de níquel, pero se vuelven demasiado blandos a las temperaturas más altas que queremos alcanzar. Investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia, la Universidad de Wisconsin – Madison y el Laboratorio Nacional de Oak Ridge, han desarrollado nuevos materiales que pueden ser usados en intercambiadores de calor que operan a esas temperaturas más altas.
Así pues, los científicos analizaron los materiales utilizados para fabricar las boquillas para motores de cohetes de combustible sólido y crearon nuevos intercambiadores de calor hechos de carburo de circonio y tungsteno que pueden soportar las altas temperaturas y presiones supercríticas necesarias para generar electricidad de manera más eficiente, los cuales, si se fabrican a gran escala, también saldrían más económicos, a un coste comparable o inferior al del acero inoxidable o las aleaciones de níquel.
Con esto, “almacenar energía termosolar de concentración sería más barato que almacenar energía en baterías, por lo que el siguiente paso es reducir el coste de generar electricidad a partir del calor del sol con el beneficio adicional de cero emisiones de gases de efecto invernadero”, comenta Kenneth Sandhage, profesor de ingeniería de materiales en la Universidad de Purdue.
“La termosolar es la única renovable gestionable, con unos precios que están en la actualidad entre 50 y 60 euros por megavatio hora (€/MWh), según lo demuestran los contratos adjudicados en recientes concursos internacionales. El almacenamiento en centrales termosolares tiene unos costes de inversión de unos cuarenta euros el kilovatio hora (40 €/kWh) de capacidad eléctrica equivalente instalada, mientras que los sistemas de baterías, teniendo en cuenta el battery pack y el balance of system, están 10 veces por encima en precio”.
Asimismo, la energía solar térmica también se postula para almacenar energía eólica en aquellos momentos en los que sopla mucho el viento y la demanda es baja. Con una inversión mínima –apuntan-, las centrales termosolares podrían instalar tubos carcasa en cuyo interior habría resistencias eléctricas que calentarían las sales esas noches de mucho viento y producir luego con ellas electricidad a demanda. Esa solución de almacenamiento, dado el actual parque de centrales termosolares españolas dotadas con tanques de sales, es infinitamente más barata que la puesta en marcha de sistemas de baterías que ofertasen una capacidad equivalente.
Según la Asociación Española para la Promoción de la Industria Termosolar (Protermosolar), “la transición hacia un modelo descarbonizado es inviable, tanto desde el punto de vista técnico como de inversión, si no se cuenta con la termosolar, única tecnología renovable capaz de almacenar energía eléctrica”. Además, hay que tener en cuenta que “España cuenta con una gran fortaleza, pues tiene el mayor parque nacional termosolar del mundo: 2.300 megavatios de potencia y 6.850 megavatios hora de capacidad de almacenamiento eléctrico”.
En última instancia, “con el desarrollo continuo, esta tecnología permitiría la penetración a gran escala de la energía solar renovable en la red eléctrica”, dice Sandhage. Esto significaría reducciones drásticas de las emisiones de dióxido de carbono causadas por el hombre en la producción de electricidad.
Fuentes: EcoInventos y Energías Renovables
