Principios y tipos de Plantas Solares

En los próximos capítulos analizaremos las características de la energía solar y los distintos tipos de plantas que podemos construir aprovechando esta energía.

Características de la energía solar

Para entender cómo funcionan los distintos tipos de plantas mediante energía solar, hemos de analizar primero que es exactamente la energía solar. Cuando hablamos de la radiación solar en realidad hablamos de dos energías aprovechables, la de la luz y la del calor que genera el sol. La radiación que recibimos del sol puede ser:

Directa, cuando la energía que recibe un objeto proviene directamente del sol.

Difusa, cuando la energía que se recibe un objeto, no proviene directamente del sol, sino que la dirección de esta energía ha sido modificada por diversos factores, tales como partículas, reflexiónes del suelo, nubes, etc…

Tipos de plantas solares

Partiendo de estas premisas tenemos tres tipos de plantas solares:

Plantas que usan el calor del sol para calentar líquidos, generalmente agua para uso doméstico. Es lo que comúnmente llamamos energía solar térmica.

Plantas que usan la luz del sol para generar electricidad. Es lo que llamamos comúnmente energía solar fotovoltaica, ya que la luz del sol es convertida directamente, sin ningún proceso intermedio, en electricidad. Estas plantas usan miles de paneles de reducida potencia (normalmente de 100 a 300Wp) unidos eléctricamente. Pueden usar paneles de diversas tecnologías de las que hablaremos posteriormente. El montaje puede ser fijo, con seguimiento a 1 eje, 1,5 ejes y 2 ejes.

Las ventajas de esta tecnología son la capacidad de usar radiación solar tanto directa, como difusa y esto permite, a pesar de obtener rendimientos inferiores, poder construir plantas en zonas con radiación solar directa relativamente baja, como por ejemplo, Alemania. El seguimiento, en caso de realizarse, no debe tener una gran precisión. También al partir de paneles de un tamaño reducido es posible realizar plantas que van desde los pocos W (calculadoras) hasta los centenares de MW.

Como desventajas están la influencia negativa del calor sobre la generación ya que a una misma radiación una planta fotovoltaica produce menos cuanto más caliente está la célula y la no existencia de métodos que permitan gestionar la red eléctrica o el almacenamiento energético.

Planta Solar Fotovoltaica arquitectónicamente integrada en el edificio sede del fabricante de paneles Sanyo.

Plantas que usan el calor del sol para generar electricidad.

Es lo que llamamos energía solar termoeléctrica, ya que el calor del sol es usado para calentar un líquido, normalmente aceite o agua, llamado líquido calorportador, que a su vez mueve una turbina eléctrica. Esta turbina eléctrica puede ser alimentada a su vez por el calor de otro combustible, como por ejemplo la biomasa y por tanto permite la gestionabilidad. Al requerir concentración solo puede usar radiación solar directa y esto significa que es imprescindible algún tipo de seguimiento.

Las ventajas de esta tecnología son pues la gestionabilidad, la posibilidad de almacenamiento de energía y la afectación positiva (al contrario que la fotovoltaica) del incremento del calor ambiental.

Como desventajas está la necesidad de seguimiento, para que sea rentable económicamente es necesario una planta de gran tamaño (50MW es realmente pequeño para esta tecnología), la complejidad técnica, y sobretodo la imposibilidad de aprovechar la radiación solar difusa, lo que limita su situación geográfica en Europa a España, Portugal, Italia y Grecia.

Planta Solar Termoeléctrica mediante motores Stirling, en un seguidor de dos ejes

Planta Solar Termoeléctrica mediante Torre Central y Heliostatos