Menu

Instal·lació d'energia solar tèrmica

Planta d'energia solar
termoelèctrica

Energia termosolar

Energia termosolar

L'energia termosolar és una tecnologia per generar energia elèctrica o electricitat mitjançant l'energia tèrmica que prové de el Sol (la calor solar). Aquest tipus d'energia també se li sol cridar energia termoelèctrica.

Aquest procés de generació d'electricitat es porta a terme en les anomenades centrals solars termoelèctriques o centrals termosolars. Les primeres centrals termosolars es van construir a Europa i Japó a principis dels anys 80.

Com funciona una central d'energia termosolar?

El funcionament d'una planta termosolar és similar al d'una central tèrmica o el d'una central nuclear. L'element distintiu entre unes i altres és el combustible o la font de calor.

Les centrals tèrmiques utilitzen combustibles fòssils com carbó o gas per a generar calor, les centrals nuclears utilitzen l'energia nuclear present en els àtoms d'urani per generar energia tèrmica. D'altra banda, les centrals termoelèctriques utilitzen la radiació solar .

Els raigs solars es concentren mitjançant miralls en un receptor que arriba a altes temperatures de fins a 1.000 graus Celsius. Aquesta energia calorífica s'utilitza per escalfar un fluid i generar vapor. El vapor generat, que té una elevada pressió permet moure una turbina de vapor. Alhora, aquesta turbina acciona un generador que serà l'encarregat de convertir l'energia mecànica en electricitat.

Llei de la conservació de l'energia

Com anuncia la llei de la conservació de l'energia: En tot aquest procés l'energia es transforma. Per tant, no es crea electricitat sinó que és una successió de transformacions d'energia:

  1. En primer lloc tenim la energia interna dels àtoms que componen el Sol.
  2. Es transformen en energia nuclear en reaccions de fusió nuclear .
  3. L'energia viatja a la Terra en forma de energia electromagnètica.
  4. Aquesta energia es transforma en energia calorífica a l'impactar contra els col·lectors solars.
  5. L' energia calorífica esdevé energia mecànica gràcies a les turbines de vapor.
  6. Finalment un generador transforma l'energia mecànica en energia elèctrica.

Quines tècniques s'utilitzen per concentrar la radiació solar?

Hi ha diferents tipus de concentradors amb els quals s'obtenen diferents temperatures màximes amb els seus corresponents eficiències termodinàmiques. Són els següents:

  • Concentrador solar cilíndric parabòlic . Un concentrador solar cilíndric parabòlic consisteix en un reflector parabòlic lineal que concentra la llum sobre un receptor posicionat al llarg de la línia focal de l'reflector.
  • Reflector Fresnel lineal compacte . Els reflectors Fresnel estan fabricats amb moltes tires de miralls prims i plans que concentren la llum de el sol sobre tubs dins dels quals es bomba el líquid de treball.
  • Disc Stirling . Un disc Stirling és un reflector que segueix a el Sol en dos eixos. En particular, el disc és un reflector parabòlic únic que concentra la llum en un receptor posicionat en el punt focal de l'reflector.
  • Central solar de torre central.  Una central solar de torre central consisteix d'un conjunt de reflectors anomenats heliòstats que concentren la llum de el sol sobre un receptor central instal·lat en una torre. A causa de que la posició relativa de el Sol varia, els heliòstats han de tenir la capacitat de reorientar-se mitjançant un seguiment en dos eixos.

Quins són els avantatges i inconvenients d'aquesta tecnologia?

Com totes les tecnologies, les centrals termosolars tenen avantatges i inconvenients:

Avantatges de les plantes termosolars

El principal avantatge és que el combustible utilitzat és la radiació solar. Un recurs gratuït i inesgotable. Per aquest motiu es considera una energia renovable. Pel que fa a les centrals d'energia fòssil no utilitzen combustibles fòssils, per tant no emet gasos d'efecte hivernacle i no contribueix a empitjorar el problema de l'canvi climàtic.

Inconvenients de les centrals termosolars

El principal inconvenient està en l'horari i la meteorologia que no permeten generar una quantitat d'energia elèctrica constant. Inicialment les primeres centrals només podien operar durant les hores d'irradiació solar, però avui en dia és possible emmagatzemar la calor durant el dia per produir electricitat durant la nit.

D'altra banda, el manteniment d'aquestes instal·lacions implica netejar grans superfícies de reflectors constantment. Per aquest motiu, el consum d'aigua i de productes químics és abundant.

    Quina és la influència de la geografia en les plantes termosolars?

    Els sistemes d'energia tèrmica concentrada sempre consisteixen en miralls i / o lents que agrupen la llum solar directa i un receptor que conté un líquid escalfat per la llum agrupada.

    La part difusa de la llum solar, és a dir, la part de la llum dispersada per núvols i partícules en l'atmosfera, no pot agrupar-se i, per tant, no és utilitzada per aquest tipus de sistema. Com a resultat, els sistemes solars tèrmics únicament són adequats per a àrees amb poca núvol.

    Als Països Baixos, per exemple, de mitjana, el 60% de la llum consisteix en llum difusa. Per tant, l'energia solar tèrmica no pot utilitzar-se en els Països Baixos i Flandes, però hi ha prou energia solar en els  tròpics  i en el sud d'Espanya, Itàlia i Grècia.

    Per què no es creen granges solars en els deserts?

    Teòricament, les centrals de mirall al  Sàhara  en una àrea de la mida de França (1/5 de l'Sàhara) poden proporcionar el consum d'energia global actual. No obstant això, a Europa, dos obstacles pràctics detenen els inversors:

    • La cooperació entre els països europeus i de el nord d'Àfrica és tal que els riscos d'inversió són més grans al nord d'Àfrica que dins de la UE.
    • L'organització de la transmissió d'electricitat entre els continents, tot i que ja  existeixen  línies elèctriques .
    Autor:

    Data de publicació: 29 de març de 2017
    Última revisió: 12 de abril de 2020