Energia solar termica

• ¿Qué es la energía solar térmica?
Se denomina energía solar térmica de baja temperatura a un sistema que aprovecha la energía de los rayos solares para utilizarla en forma de calor, que puede utilizar directamente –por ejemplo, para calentar una piscina– o indirectamente, como en un sistema calefactor.
Precisamente la calefacción y el agua caliente sanitaria de los hogares son las dosaplicaciones más extendidas de la solar térmica, pero hay otras, como la refrigeración o las cocinas solares.
Los primeros colectores planos comercializados responden a una patente en EE UU del año 1891.

• Funcionamiento

El sol calienta un captador o colector solar –las típicas placas, aunque hay otros modelos, como los tubos de vacío–, que transmite la energía a un fluido –suele ser agua–, que esaprovechado directamente o que, a su vez, termina en un depósito de almacenamiento para su aprovechamiento posterior.

• ¿Cómo se realiza la producción de electricidad con energía solar térmica?
Existen dos modos de producir electricidad por energía solar térmica: de alta o de baja concentración.
Los dispositivos de alta concentración son las llamadas centrales de torre. En éstas, laradiación solar se capta por un campo de helióstatos (espejos que siguen el movimiento solar durante el día gracias a un control por ordenador). Los espejos son curvos, reflejan la luz del sol concentrándola en un único punto llamado foco en la torre. El foco es en realidad un receptor (formado por un conjunto de tubos metálicos o cerámicos, en el cual circula un fluido (agua, vapor, aire, sales,...). Elfluido es el encargado de transmitir el calor. Un circuito de agua es el receptor de ese calor, ya que cuando ésta se evapora hace mover una turbina, que produce electricidad gracias a un alternador. De aquí comprendemos el nombre que recibe esta energía, ya que su funcionamiento en su segunda parte es similar al de cualquier central térmica o nuclear, con la diferencia que el calor se recibedirectamente del sol.
La inversión de este tipo de centrales es muy elevada, pero es de esperar que las investigaciones las reduzcan (desarrollo de helióstatos más baratos, de receptores volumétricos,...).
Otra variedad de centrales solares térmicas de alta concentración son los llamados discos parabólicos: son espejos con forma de parábola que también se mueven con el sol y concentran la energíasolar en foco solidario al disco donde está situado el receptor.
Los dispositivos de baja concentración son algo diferentes: esta vez, se trata de un conjunto de colectores cilindro parabólicos que también se mueven con el sol concentrando la radiación en un foco donde circula un fluido, que se calienta y hace mover una turbina que por medio de un alternador, produce electricidad. Este tipo decentrales solares térmicas se presentan mucho más eficaces que las de torre: son menos complicadas, requieren una inversión menor al ser las distancias espejo-foco menores y al ser más fáciles de operar. Son centrales que ocupan un espacio más pequeño y que presentan ventajas frente a los discos parabólicos.
En ambos casos (alta o baja concentración), la energía calorífica solar se transformageneralmente en el energía eléctrica, aunque existe la posibilidad de almacenar calor en tanques de sales fundidas para ser utilizado posteriormente.

• ¿Cuáles son sus aplicaciones industriales?
Una de las aplicaciones industriales más espectacular de la energía solar térmica son los hornos solares. Se trata de un conjunto de helióstatos que se mueven con el sol y reflejan las radiaciones en un foco.En este último se pueden alcanzar temperaturas increíbles, del orden de los 3000ºC. Esto tiene su utilidad en campos tan variados como en la medición de la resistencia de materiales, sobre todo metálicos y cerámicas, en la obtención de fibras de alta dureza, en la prueba de reacciones químicas, en la simulación de los efectos de una explosión nuclear, en la aerospacial... por citar algunos...