ÍNDICE

1. Introducción

2. Energía solar térmica

   2.1. Principios

   2.2. Funcionamiento

   2.3. Instalaciones

3. Impacto ambiental

   3.1. Impacto paisajístico

   3.2. Impacto en el suelo

4. Ventajas e inconvenientes de las centrales termosolares

5. Resumen y conclusiones

6. Anexo de fotografías

7. Bibliografía

INTRODUCCIÓN

El panorama energético español se mueve en dos vías principales: la de los combustibles fósiles, con centrales térmicas de carbón, petróleo de automoción, gas natural para calefacciones, etcétera; y la de las energías renovables, como pueden ser la eólica, en pleno desarrollo, la hidroeléctrica, y, la que nos ocupa este trabajo: la energía solar.

Debido a la gran cantidad de horas de sol al año que tiene España, oscilando, eso sí, de unas comunidades autónomas a otras, el potencial para producir energía solar es muy grande. Por ello la administración pública ya ha tomado medidas y ha establecido en el Código Técnico de la Edificación, que todos los edificios de nueva construcción o los que sean restaurados han de abastecer un cierto porcentaje de su energía calorífica, ya sea en calefacción o en agua sanitaria, por medio de energía solar térmica.

De este modo, se garantiza una sostenibilidad, dado que la energía solar es un recurso renovable, y se garantiza un ahorro de energía procedente de los combustibles fósiles – y con ello la emisión de gases de efecto invernadero que acentúan el cambio climático.

ENERGÍA SOLAR TÉRMICA

PRINCIPIOS:

La energía solar térmica o energía termosolar consiste en el aprovechamiento de la energía del Sol para producir calor que puede aprovecharse para la producción de agua caliente destinada al consumo de agua doméstico, ya sea agua caliente sanitaria, calefacción, o para producción de energía mecánica y a partir de ella, de energía eléctrica.

El funcionamiento de este sistema de energía renovable es muy simple: la primera parte consiste en la recolección mediante un panel o colector que toma los rayos solares, en el paso siguiente el calor se transforma en energía mediante el traspaso de un fluido, como puede ser el agua, elevando la temperatura para luego ser utilizado directamente en consumo o con algún transformador energético.

FUNCIONAMIENTO DE LAS INSTALACIONES DE ENERGÍA SOLAR TÉRMICA:

Una central térmica solar o central termosolar es una instalación industrial en la que, a partir del calentamiento de un fluido mediante radiación solar y su uso en un ciclo termodinámico convencional, se produce la potencia necesaria para mover un alternador para la generación de energía eléctrica como en una central térmica clásica.

Constructivamente, es necesario concentrar la radiación solar para que se puedan alcanzar temperaturas elevadas, de 300 º C hasta 1000 º C, y obtener así un rendimiento aceptable en el ciclo termodinámico, que no se podría obtener con temperaturas más bajas. La captación y concentración de los rayos solares se hacen por medio de espejos con orientación automática que apuntan a una torre central donde se calienta el fluido, o con mecanismos más pequeños de geometría parabólica. El conjunto de la superficie reflectante y su dispositivo de orientación se denomina heliostato.

Los fluidos y ciclos termodinámicos escogidos en las configuraciones experimentales que se han ensayado, así como los motores que implican, son variados, y van desde el ciclo Rankine (centrales nucleares, térmicas de carbón) hasta el ciclo Brayton (centrales de gas natural) pasando por muchas otras variedades como el motor de Stirling, siendo las más utilizadas las que combinan la energía termosolar con el gas natural.

TIPOS DE INSTALACIONES:

Centrales de torre:

Una central de torre está compuesta por un sistema concentrador o campo de heliostatos, que capta y concentra la componente directa de la radiación solar sobre un receptor, donde se produce la conversión de la energía radiante en energía térmica, que suele instalarse en la parte superior de una torre. El fluido de trabajo puede ser, entre otros, aire, vapor de agua, sodio fundido o sales fundidas, según la tecnología escogida. En las de vapor de agua, este mueve directamente una turbina. En los otros, el fluido transporta el calor a un generador de vapor de agua, con el que se hace funcionar una turbina que mueve al generador eléctrico.

Centrales de cilindros parabólicos:

La diferencia con las anteriores está en el modo de recolectar la energía del Sol. En lugar de heliostatos, se emplean espejos de forma cilindro parabólica. Por el foco de la parábola pasa una tubería que recibe los rayos concentrados del Sol, donde se calienta el fluido, normalmente un aceite térmico. Una vez calentado el fluido, el proceso es el mismo que el de las centrales de torre. Actualmente el fluido alcanza temperaturas próximas a 400º C.

Torres solares:

Una torre solar consiste en una chimenea muy alta y una gran superficie acristalada en su base. El Sol calienta el aire de la superficie acristalada, y este aire sale a gran velocidad por la chimenea. En el interior de la misma están situados una serie de generadores eléctricos similares a los de los aerogeneradores, que producen electricidad limpia y sin consumo de agua.

La superficie acristalada puede usarse parcialmente como invernadero. La instalación de acumuladores de calor en la misma permite la generación nocturna de electricidad.

Para estas instalaciones es necesario disponer de un terreno lo más llano posible, sin presencia de arbolado, con una extensión entre las 4 y las 30 hectáreas, con posibilidades de suministro de agua, así como de evacuación de la energía eléctrica generada, y sobre todo con una elevada radiación solar.

IMPACTO AMBIENTAL

IMPACTO PAISAJÍSTICO:

Como ya se ha dicho antes, este tipo de instalaciones solares necesitan grandes extensiones de terreno llano y, podría decirse que, prácticamente desértico.

Las centrales de torre constan de una torre de más de 100 metros de altura, sabiendo que el resto del terreno ha de ser llano y sin otra edificación o arbolado alrededor, la torre constituye un grave impacto visual.

Dicha torre está rodeada de un enorme campo de heliostatos, cada uno con una superficie equivalente a la de un piso de 121 metros cuadrados, lo cual también implica un gran impacto paisajístico, ya no solo a nivel de la ocupación brutal del terreno, sino también porque los rayos que se reflejan en los heliostatos y van a parar a la torre, pueden verse a kilómetros de distancia.

Las centrales de espejos cilindro parabólicos también ocupan una enorme superficie de terreno, no solo con los espejos, sino también con la red de tuberías por donde circula el fluido de trabajo.

IMPACTO EN EL SUELO:

La construcción de una planta de producción de energía solar térmica implica una serie de pasos que afectan directamente al suelo:

en primer lugar, implica un gran movimiento de tierras, tanto para la construcción de la torre, como para la colocación de los espejos en lugares adecuados y con las orientaciones convenientes, además de ser necesaria una red de tuberías por donde circula el fluido caliente y unos adecuados accesos para el personal encargado de la construcción y el mantenimiento de la planta.

En el momento de llenado del circuito de fluido a calentar pueden producirse vertidos accidentales y no deseados, que, en caso de que el fluido sea el agua, no implicaría una contaminación del suelo; pero en el caso de que el fluido empleado fuese algún aceite térmico, sodio u otras sales fundidas, la contaminación del suelo podría ser grave e irreversible.

Algunos colectores también son contaminantes, ya que emplean materiales de recubrimiento como el níquel, cinc o cobre, que son potentes contaminantes del agua y el aire.

Así también, los materiales aislantes pueden considerarse contaminantes en su fase de fabricación, debido a que se componen principalmente de poliuretano o poliestireno; y los colectores tubulares emplean PVC.

VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LAS PLANTAS TERMOSOLARES

VENTAJAS:

• La energía solar es una fuente inagotable

• Es una fuente de energía gratuita y no sometida a las fluctuaciones del mercado

• La energía solar está considerada como una fuente de energía limpia

• Mediante las plantas termosolares se obtiene una conversión directa de la energía

• Estas instalaciones tienen un bajo coste de mantenimiento

• Puede ubicarse en lugares remotos y ser manipulada desde otros emplazamientos

• No produce ruidos

• Cada instalación tiene una vida media de 25 años

• Existe variedad de tamaños de los equipos para las distintas necesidades de producción y emplazamiento

INCONVENIENTES:

• Estas instalaciones solo pueden operar en lugares con buena radiación solar

• Requieren áreas de captación muy grandes

• No es una fuente continua de energía, sino que está sometida a los ciclos del día y la noche

• Los sistemas de operación son muy costosos

• El mantenimiento de los equipos tiene que llevarse a cabo por personal especializado

• Utilizan una tecnología punta y en pleno desarrollo

• Dependen de los factores climáticos

• En la mayoría de los casos se instalan como complemento a sistemas que utilizan combustibles fósiles como el gas natural o el petróleo

RESUMEN Y CONCLUSIONES

A modo de resumen, se podría concluir con que la energía solar térmica es una fuente renovable y limpia, pero con un gran impacto ambiental debido al cambio de usos al que se somete el suelo donde es instalada.

Por otra parte, el suelo necesario es prácticamente desértico, por lo que la pérdida de tal superficie de terreno aparentemente no es perjudicial, pero recordemos que la planta necesita un mantenimiento una vez instalada, por lo que será necesaria otra alteración del suelo por aquellos lugares por los que los operarios tengan que acceder a la planta, ya sea construyendo carreteras o pistas forestales.

En cuanto a la contaminación del suelo, puede producirse por vertidos accidentales de los fluidos térmicos empleados, lo cual se evitaría con un buen mantenimiento. Aunque hay que decir que se puede producir una alteración de los acuíferos debida al movimiento de tierras y al hecho de que algunas de las tuberías irán soterradas.

En mi opinión, la energía termosolar a gran escala provoca un gran impacto ambiental y, por supuesto, su producción de energía no lo compensa.

La energía termosolar a nivel doméstico y en edificios oficiales como hospitales puede ser de gran ayuda para frenar las emisiones de gases de efecto invernadero como el CO₂ procedente de la quema de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo para la producción de agua caliente sanitaria y calefacción.

ANEXO DE FOTOGRAFÍAS

Esquema de una planta termosolar.

Crédito de la imagen: Comisión Europea de Energía

http://ec.europa.eu/energy/res/sectors/solar_thermal_power_en.htm

Esquema del funcionamiento de los espejos cilíndrico parabólicos.

Crédito de la imagen: Wikipedia, bajo licencia Creative Commons

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Smallsketch.jpg

BIBLIOGRAFÍA

“¿Qué es la energía solar térmica?”, Ecologismo.com. Link: http://www.ecologismo.com/2008/06/24/que-es-la-energia-solar-termica/

“Central térmica solar”, Wikipedia. Link: http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar_termoel%C3%A9ctrica

“Energía solar térmica”, Wikipedia. Link: http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_solar_t%C3%A9rmica

“Entrevista a D. Frank Rodríguez Trouwborst, Director General y Socio Fundador de Sialsol”, Suelo Solar.es. Link: http://www.suelosolar.es/newsolares/comentar.asp?id=642

“La contaminación ambiental en México”, escrito por Blanca Elena Jiménez, Blanca Elena Jiménez Cisneros y visto en Búsqueda de libros de Google. Link: http://books.google.es/books?id=8MVxlyJGokIC&pg=PA806&lpg=PA806&dq=energ%C3%ADa+termosolar+impacto+suelo&source=bl&ots=lRyI-PDzyy&sig=xOzQ5tXwjpyE-QC22wwwzmp_Z6s&hl=es&ei=2hLnScXhJoHO-Aad7OjkBQ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=5

“Qué es la energía termosolar”, escrito por Ignacio Lillo en El paraíso en mi piso, Blog de Sur.es. Link: http://blogs.diariosur.es/piso/2007/5/28/que-es-energia-termosolar