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Calor solar para los sectores energético e industrial: innovaciones en energía solar concentrada

El sol podría ser la mayor fuente de electricidad del mundo en 2050, por delante de los combustibles fósiles, la energía eólica, la hidráulica y la nuclear. En concreto, la electricidad termosolar producida por los sistemas de energía solar concentrada (ESC) podría proporcionar más del 10 % de la electricidad mundial a mediados de siglo y evitar la emisión de miles de millones de toneladas de CO2 cada año. En este Results Pack de CORDIS se presentan algunos de los proyectos punteros de investigación e innovación que impulsan el desarrollo de la ESC y fomentan el uso de la energía termosolar.

Cambio climático y medio ambiente
Tecnologías industriales
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Los sistemas de tecnología solar concentrada utilizan espejos o lentes con equipos de seguimiento para concentrar una gran área de luz solar en una pequeña superficie. En teoría, es una idea muy simple que no es nueva. La leyenda dice que Arquímedes incendió los barcos romanos que atacaban su ciudad natal con un espejo gigante que concentraba los rayos del sol. Existen cuatro tipos de tecnologías de concentración: concentrador cilindoparabólico, disco parabólico, reflector lineal de Fresnel y torre de energía solar. Las centrales termosolares generan electricidad de forma indirecta, ya que la luz concentrada se utiliza para calentar un fluido. El vapor producido por el fluido calentado alimenta un generador que produce electricidad. Los concentradores solares utilizados en los sistemas de ESC también pueden usarse para proporcionar calor o frío en los procesos industriales. A menudo, el exceso de energía térmica (calor) puede almacenarse en depósitos o materiales y utilizarse para generar electricidad a demanda.

Apoyo de la Unión Europea a la ESC

Horizonte 2020, el programa de financiación de la Unión Europea (UE) para la investigación y la innovación en el período 2014-2020, ha asignado casi 6 000 millones EUR a la investigación en materia de energía no nuclear a través de su reto social «energía segura, limpia y eficiente». Más específicamente, el reto en materia de energía apoya la transición a un sistema energético fiable, sostenible y competitivo. Los proyectos incluidos en este Results Pack han logrado hacer frente con éxito a este desafío energético, centrándose en tecnologías que ayudan a reducir los costes y aumentar el rendimiento de las centrales termosolares. Sus objetivos están en consonancia con el Plan Estratégico Europeo de Tecnología Energética (Plan EETE), en concreto el Plan de ejecución de la ESC, que tiene por objeto mantener (o recuperar en algunos casos) el liderazgo mundial de la UE en materia de tecnologías de baja emisión de carbono.

Nueve proyectos brillantes de investigación e innovación

En este Results Pack de CORDIS, se abarca una mezcla de acciones de investigación, demostración y absorción por el mercado destinadas a fomentar el desarrollo de la ESC en Europa para generar electricidad y calor o frío en los procesos industriales. Todas ellas cuentan con el apoyo del programa marco de la UE Horizonte 2020. CAPTure se centró en un concepto innovador de central eléctrica de alta eficiencia con varias torres, heliostatos y, lo que es más importante, ciclos combinados de turbinas de gas y vapor. Esta nueva configuración maximiza la eficiencia, la fiabilidad y el funcionamiento distribuible de las centrales de ESC. En otra acción, HyCool, se demostró un sistema Fresnel lineal económico y fácil de instalar que puede adaptarse a las necesidades de refrigeración y calentamiento de la industria. Además, en MOSAIC, se utilizaron concentradores esféricos fijos que eliminan la necesidad de contar con sistemas de seguimiento para concentrar la luz. A diferencia de sus homólogos móviles, reflejan la luz del sol sobre un receptor solar, sin necesidad de moverse. En MUSTEC, se propusieron soluciones concretas para superar los obstáculos comerciales que impiden el despliegue de proyectos de cooperación en ESC. Mientras tanto, en NEXT-CSP, se utilizaron partículas de cristales fluidizadas como medio de transferencia y almacenamiento de calor, que son una alternativa a las sales fundidas. En una línea similar, en PEGASUS, se demostró un concepto innovador que combina azufre y un nuevo receptor cilíndrico giratorio que puede almacenar más energía solar durante períodos de tiempo más largos. En ORC-PLUS, se demostró un innovador sistema de almacenamiento de energía térmica optimizado para centrales de ESC de tamaño mediano. En el proyecto SOLPART, se desarrolló una tecnología que podría proporcionar calor para una amplia variedad de procesos industriales, incluido el procesamiento de cal y otros minerales no metálicos. Por último, WASCOP propuso una solución integral que ayuda a reducir el consumo de agua y facilitar la gestión hídrica en las centrales de ESC.

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