La energía solar termoeléctrica

Tendencias de la energía solar termoeléctrica

La industria del calor industrial solar está experimentando un crecimiento notable durante este año. Una encuesta mundial a desarrolladores de proyectos muestra una tendencia extremadamente positiva para los próximos años. Se están planificando 62 plantas con una capacidad total de 331 MW, la mitad de ellas en Europa. El informe «Solar Industrial Heat Outlook 2023-2026» presenta los resultados de la encuesta en una serie de infografías. El Medio Oriente y el Sur de Europa serán las principales regiones objetivo para las actividades de calor solar para procesos (SHIP) en los próximos años. Además, el informe muestra claramente que los proyectos están creciendo en tamaño, se están firmando más contratos de suministro de calor y la proporción de sistemas que suministran temperaturas por encima de 100 °C está aumentando significativamente.

Gracias a la colaboración de más de 20 desarrolladores de proyectos de 13 países que compartieron datos de sus proyectos. La idea de este informe es mostrar la dinámica de los mercados globales de la energía solar termoeléctrica. Solrico es la empresa que impulsa esta iniciativa. También desea crear conciencia entre los responsables de políticas sobre el papel importante del calor solar en la descarbonización de la industria.

Los clientes, especialmente en los sectores de alimentos, bebidas, textiles, química y automoción, confiarán en la energía solar para su suministro de energía, como muestra el estudio. 

Aumentan los Proyectos ESCO

En «Solar Industrial Heat Outlook 2023-2026» documentan dos tendencias fundamentales. Actualmente se están planificando muchas plantas grandes plantas de energía solar termoeléctrica con colectores concentradores. La proporción de colectores concentradores, en particular, los de tipo aro parabólico, aumentará desde el nivel actual de alrededor del 20% de la capacidad de SHIP añadida anualmente hasta aproximadamente el 70% a partir del próximo año. Los colectores concentradores también dominan en términos de cantidad de proyectos. 44 de los 62 proyectos anunciados para el período 2023-2026 (70%) utilizan colectores de tipo cilindrico parabólico, o concentradores lineal Fresnel .

La segunda tendencia se refiere al modelo de negocio. Mientras que en el pasado, los desarrolladores de proyectos solo firmaban contratos de suministro de calor con clientes industriales en proyectos grandes individuales, como se vio en 2021, la proporción de la capacidad de SHIP planificada bajo este modelo de negocio aumentará a más del 70%. En la base de datos de proyectos en la que se basan las Perspectivas, ya se han anunciado 21 proyectos por parte de Empresas de Servicios Energéticos (ESCOs), que incluyen sistemas con colectores estacionarios y concentradores. Estos datos muestran que los proyectos ESCO grandes dominan las Perspectivas.

Aumento del triple de capacidad de energía solar termoeléctrica

Se debe considerar que en el analisis de esta tendencia, se incluye proyectos a nivel mundial, excluyendo China debido a la dificultad para verificar la información de ese país. En segundo lugar, la capacidad de los proyectos de energía solar termoeléctrica estudiados se pondera según la probabilidad de realización. Esto significa que los proyectos se incluyen en las Perspectivas con un 30%, 60% o 100% de su capacidad, según la fase de planificación en la que se encuentren.

El número de sistemas de energía solar termoeléctrica en funcionamiento se duplicó de 500 a casi 1,000 en el período estudiado. La capacidad se duplicó más que el doble, pasando de casi 300 MW a más de 700 MW. Esto se debe principalmente al proyecto Miraah de gran escala en Omán, que entró en funcionamiento en dos fases en 2017 y 2019.

Durante la pandemia, la adición anual de capacidad de energía solar termoeléctrica cayó a entre 20 y 30 MW. En 2023, la generación de energía solar termoeléctrica volvió a crecer significativamente. Según el estado actual de planificación, 25 sistemas con 71 MW entrarán en funcionamiento el próximo año. Esto supone el triple de la capacidad actual. Se han anunciado proyectos con una capacidad ponderada adicional de 260 MW para el período 2024-2026.

Si se fuera optimista y se asumiera que todos los proyectos anunciados se implementarán por completo, la capacidad de energía solar termoeléctrica a nivel mundial casi se duplicaría nuevamente en los próximos años.

¿Cuáles son las principales tecnologías de energía solar termoeléctrica?

Las tecnologías de energía solar termoeléctrica más implantadas son: cilindro-parabólica, torre, disco Stirling y concentradores Fresnel.

Tecnología Cilindro-parabólica

Unos espejos de forma parabólica, dispuestos en largas hileras en los campos solares de la central. Los espejos reflejan la radiación solar incidente concentrándola en un punto hasta 80 veces sobre un tubo absorbedor. Aquí, un fluido caloportador es calentado a alta temperatura. Posteriormente, en un intercambiador de calor alojado en bloque central de la instalación, se produce el vapor que impulsa las turbinas convencionales. Esta energía generada se transforma en electricidad.

Tecnología de torre

Consiste en un campo solar integrado por helióstatos, que concentran la luz solar en un receptor central situado en la parte superior de una torre. Los heliostatos son grandes espejos de seguimiento individual.

Un medio de transmisión de calor situado en este receptor central absorbe la radiación muy concentrada reflejada por los helióstatos. Después, la transforma en energía térmica con objeto de generar vapor. Este se expande en una turbina acoplada a un generador para la producción de electricidad.

Tecnología de disco stirling

Un reflector con forma de antena parabólica se utiliza para concentrar la luz solar en un receptor situado en el punto focal del plato.

Este absorbe la energía reflejada por los concentradores. Esto permite que el fluido en el recipiente se caliente a muy alta temperatura. La energía térmica se utiliza para generar electricidad en un pequeño motor conectado al receptor. Este es el origen de su nombre, ya que lo más empleado ha sido el motor Stirling o en su defecto una micro turbina.

Tecnología de Concentradores lineales de Fresnel

Consiste en la utilización de una serie de espejos lineales. Los espejos pueden rotar alrededor de su eje para dirigir los rayos reflejados hacia un receptor lineal situado por encima de ellos. El receptor puede ser ser único o doble. Los espejos suelen ser planos o de una ligera curvatura.

Generalmente, estos sistemas se están proponiendo para la generación directa de vapor de baja temperatura. También, puede ser acoplados directamente a turbinas de vapor o para el precalentamiento de agua de alimentación a la caldera de centrales térmicas convencionales.

La temperatura de operación de los primeros proyectos ronda habitualmente los 300˚C, lo que permite utilizar receptores eficaces y fiables. Algunos promotores de esta tecnología trabajan a temperaturas próximas a los 500˚C, para poder acoplar estos sistemas a turbinas de alto rendimiento.

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