Aumentando el calor para disminuir el costo de la energía solar
Se va a construir una planta piloto de energía solar de concentración, con un nuevo tipo de diseño que permite al sistema operar a una temperatura más elevada que la de los sistemas tradicionales.
John Kelton, a la izquierda, y Daniel Ray efectúan inspecciones del receptor de partículas descendentes durante una pausa nubosa sobre la Torre Solar de la Instalación Nacional de Pruebas Térmico-Solares en los Laboratorios Nacionales de Sandía. / Randy Montoya
Los Laboratorios Nacionales estadounidenses de Sandía (SNL) trabajan en el perfeccionamiento de esta tecnología. A grandes rasgos, los sistemas de esta clase utilizan espejos para reflejar y concentrar la luz solar sobre un receptor en una torre. El calor de la luz solar concentrada es absorbido ya sea por un líquido, un gas o un sólido, y almacenado o usado inmediatamente en un intercambiador de calor para generar electricidad. Este tipo de energía solar, la de concentración, es atractiva porque puede suministrar energía renovable, incluso cuando no brilla el Sol, sin usar baterías para el almacenamiento de la misma.
Los actuales sistemas de energía solar de concentración pueden calentar una sustancia hasta 565 grados centígrados. El objetivo de un nuevo proyecto es alcanzar temperaturas mayores de 700 grados centígrados, que impulsarían la eficiencia y rebajarían el coste de la electricidad generada mediante el sistema de energía solar de concentración.
Los Laboratorios Nacionales estadounidenses de Sandía encabezan uno de los tres equipos seleccionados por la Oficina de Tecnologías de Energía Solar del Departamento de Energía del gobierno estadounidense para competir en la construcción de un sistema de energía solar de concentración con alta temperatura equipado con un sistema eficaz de almacenamiento de calor. El diseño propuesto por los Laboratorios de Sandía utiliza partículas cerámicas parecidas a la arena para absorber y almacenar el calor de la luz solar concentrada. Esta institución ya ha desarrollado el primer receptor del mundo de partículas descendentes de alta temperatura, y esta investigación mejorará e integrará ese sistema en una central piloto completa.
“Hemos demostrado un prototipo para partículas descendentes en continua circulación, y ahora estamos añadiendo seis horas de almacenamiento, un intercambiador de calor de 1 megavatio y un elevador de partículas, para demostrar el sistema térmico completo”, explica Cliff Ho, ingeniero principal del proyecto en Sandía. “Creemos que las partículas son la mejor opción para alcanzar mayores temperaturas en ciclos de energía avanzados. Las partículas son baratas, duraderas y no corrosivas. Pueden ser almacenadas directamente y alcanzar temperaturas de más de 1.000 grados centígrados”.
Durante la primera fase del proyecto de dos años, los Laboratorios de Sandía concretarán el diseño exacto de los componentes esenciales de la planta piloto que proponen, los evaluarán y trabajarán para mitigar los riesgos asociados con las partículas descendentes y la tecnología de energía solar de concentración. El equipo de Ho se centrará en minimizar las pérdidas de calor y de partículas del receptor y en identificar diseños adecuados para el almacenamiento de partículas y para el intercambiador de calor entre las partículas y el fluido de trabajo, todo lo cual funcionará en una central energética a gran escala.
