17.03.2025
La energía termosolar se caracteriza por un almacenamiento relativamente barato de energía generada por el sol que permite gestionar la producción de energía eléctrica haciendo que la respuesta a la demanda de energía eléctrica no esté totalmente condicionada a las horas de sol. No obstante, existe un elevado número de plantas termosolares ya construidas que no tiene almacenamiento y en las que el exceso de recurso solar está desaprovechado. Buscar una solución efectiva y basada en tecnología ya existente para esas plantas solares es el objetivo de un trabajo desarrollado por investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid que ha logrado dar respuesta a este problema proponiendo un uso diferente a la energía sobrante.
“Las plantas termosolares funcionan almacenando la energía que captan de la luz solar para, posteriormente, generar energía eléctrica a partir de ella. De este modo, si en ciertos momentos no hace sol, dado que se ha almacenado parte de esa energía en la planta, esta puede seguir funcionando y generando electricidad para el consumo”, explica Javier Muñoz-Antón, investigador de la ETSI Industriales y uno de los autores de este trabajo. “El problema llega en las plantas solares con colectores cilindroparabólicos que no disponen de un sistema de almacenamiento. En este caso, cuando hay exceso de recurso solar, éste no se capitaliza: se deja de aprovechar cierta parte del sistema de captación de energía solar o campo solar, ya que ese exceso de energía no puede ser utilizado por el sistema de producción de energía eléctrica”.
Utilizar el exceso de calor para el consumo propio
Para no desaprovechar ese exceso de energía, los investigadores de la UPM se plantearon una posibilidad alternativa. “Nuestra propuesta fue aprovechar el exceso de energía, en lugar de para producir energía eléctrica, para hacer frente a los consumos parásitos de la propia planta, es decir, para hacer frente a algunas de sus necesidades de funcionamiento”, añade el investigador.
El consumo parásito más representativo de estas plantas es el asociado al bombeo del fluido que recorre el campo solar calentándose fruto de la energía solar concentrada que los colectores cilindroparabólicos dirigen hacia las tuberías por las que este fluido discurre. Si este fluido se hace mover con bombas que consuman, de alguna manera, ese excedente de energía la planta termosolar será más eficiente.
“Esto se puede lograr permitiendo que la planta genere un exceso de vapor mínimo con el exceso de energía del campo solar. En lugar de enviar dicho vapor a la turbina que acciona el generador eléctrico (que estaría ya al 100% y no admite más) lo enviamos para alimentar pequeñas turbinas acopladas a las bombas del fluido que viaja por el campo solar ahorrando el consumo de electricidad de las bombas eléctricas normales”, explican los investigadores.
Además de ser sostenible, la solución propuesta por Javier Muñoz-Antón y el resto de los investigadores participantes en el trabajo, no necesita de grandes modificaciones en la planta solar, por lo que no supondría una gran inversión en las centrales.
“Este concepto se basa en componentes estándar y de bajo coste, y está concebido para ser instalado en una planta existente con pequeñas modificaciones, durante cualquiera de las paradas programadas”, añade.
Para evaluar hasta qué punto su solución es eficiente, los investigadores aplicaron su propuesta a una planta solar de colectores cilindroparabólicos de 50 MW creando un modelo de estudio.
Los resultados son alentadores: no solo se consigue generar más energía, sino que también se ahorran costes en el funcionamiento de la planta.
“Se ha calculado un incremento potencial de la producción eléctrica neta de entre el 0,8% y el 2,1%, en función del tamaño de la planta. Es un resultado destacable, sobre todo teniendo en cuenta la sencillez de la solución estudiada. Además, una evaluación económica preliminar de las ideas expuestas en este trabajo para una planta existente muestra una mejora del coste por kWh de una planta convencional que puede variar desde poco más del 0,1% hasta mucho más del 1,3% para campos más grandes”.
Para los investigadores la importancia de este trabajo, publicado en la revista internacional Solar Energy, radica en que presenta un novedoso concepto capaz de aumentar la producción de las plantas solares térmicas de concentración o de reducir el coste, según el punto de vista desde el cual se mire, ayudando a resolver el problema de la gestionabilidad de las energías renovables mediante una solución de bajo coste y respetuosa con el medioambiente.
“Estas cifras pueden parecer modestas, sin embargo, hay que tener en cuenta que el estudio aquí descrito es sólo una prueba de concepto realizada bajo el peor escenario de diseño: minimizar el impacto sobre la planta existente. Alterando otros equipos existentes en la planta, la rentabilidad del concepto se incrementaría ostensiblemente”, concluyen.
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