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A Photovoltaic Plant with thermal co-generation

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Hacia la primera central híbrida fotovoltaica y térmica del mundo

Para que las energías renovables se conviertan en la tecnología mundial de referencia es necesario resolver el problema del almacenamiento de una fuente intermitente. El almacenamiento en baterías eléctricas es muy caro, razón por la que SPIRE desarrolló una tecnología híbrida que aprovecha lo mejor de la energía fotovoltaica y solar térmica.

Energía

Las tecnologías empleadas en las centrales termosolares, que emplean espejos para aprovechar la energía del sol, no pueden a penas competir con otras alternativas renovables debido, en gran medida, a sus costes. Por otro lado, la naturaleza intermitente de la energía eólica y fotovoltaica, ambas en claro crecimiento, hace necesario contar con sistemas de almacenamiento. Las tecnologías termosolares podrían aprovechar esta necesidad. El proyecto apoyado con fondos europeos SPIRE sustituyó los espejos de las centrales termosolares por paneles fotovoltaicos en los que se integró un filtro inteligente. Este filtro divide el espectro de la radiación solar, deja pasar la radiación (principalmente luz visible) utilizada por el panel fotovoltaico y refleja el 40 % de la energía (principalmente luz azul e infrarroja) para que se capture como energía térmica. Esta tecnología denominada BlueSolar no emite CO2, y es adecuada para su empleo en instalaciones desconectadas de la red, no precisa de una fuente de combustible, es ampliable y su filtro puede adaptarse a cualquier circunstancia, sobre todo a determinados espectros de luz o aplicaciones y modos de operación.

La solución híbrida

BlueSolar sustituye los espejos plateados de las centrales termosolares por módulos fotovoltaicos en los que se ha integrado un filtro óptico específico para la luz visible que divide el espectro solar y transmite solo longitudes de onda útiles para los semiconductores de la celda fotovoltaica y refleja el resto de longitudes hacia el receptor termosolar de la central. Estas últimas longitudes de onda generan calor, que puede almacenarse a una fracción del coste de las baterías eléctricas y convertirse en electricidad mediante turbinas o utilizarse para producir vapor con fines industriales. «Los paneles fotovoltaicos son la forma más barata y fácil de producir electricidad directamente del Sol, pero almacenar calor es más fácil y barato que almacenar electrones. Nuestra propuesta única combina ambas tecnologías», indica José Julio Caparrós. Las centrales BlueSolar pueden integrarse en otras centrales eólicas y fotovoltaicas ya en marcha para almacenar su electricidad mediante calefacción eléctrica, un sistema mucho más competitivo que las baterías eléctricas. Esta combinación de electricidad y calor puede aprovecharse en una amplia gama de aplicaciones como la desalación, la producción de calor aplicada a procesos industriales, la agricultura y los sistemas urbanos de calefacción y refrigeración. «Probamos la tecnología en varios centros tecnológicos punteros de Europa y los resultados han sido satisfactorios, concuerdan con los diseños y las simulaciones de ingeniería, y aumentan la eficiencia de los sistemas fotovoltaicos y termosolares por separado en más de un 30 %», afirma Caparrós.

Más viabilidad para las renovables

BlueSolar permite aumentar la penetración comercial de las renovables al ofrecer los beneficios asociados de una reducción del calentamiento global, una mejora de la salud pública, una fuente de energía resiliente, fiable e inagotable, precios más baratos y nuevos empleos respetuosos con el medio ambiente. También incluye beneficios operativos adicionales, como por ejemplo: no se desperdicia energía por una sobrecarga de la capacidad de la turbina o del sistema de almacenamiento de energía térmica, un mejor aprovechamiento de la radiación difusa (aumentando así la disponibilidad de recursos solares), no se produce una degradación de los espejos ya que los filtros están compuestos de óxidos inorgánicos, un encendido rápido de turbinas para responder con celeridad a las deficiencias energéticas que provoque el clima nublado, etc. La mayor competitividad de los precios, en comparación con la energía fotovoltaica y las baterías, ofrecida por BlueSolar garantiza la rentabilidad de una central durante sus 25 a 30 años de vida.

Hacia la comercialización

El equipo trabaja ahora en el diseño de la primera central piloto y de una fábrica de filtros a pequeña escala. De forma paralela, también trabajan en la comercialización de una tecnología para almacenar energía y calor procedente de procesos industriales. «Nos podríamos convertir en la primera empresa en vender electricidad solar distribuible en el mercado abierto sin necesidad de contar con tarifas especiales para su rentabilidad», concluye Caparrós.

Palabras clave

SPIRE, batería eléctrica, energía, renovables, termosolar, fotovoltaico, longitudes de onda, almacenamiento, calentamiento global, turbinas, energía

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