L'energia termosolar és una tecnologia per generar energia tèrmica utilitzant l'energia del Sol. Habitualment aquesta tecnologia la utilitzen les centrals termosolars per obtenir electricitat.
L'energia termosolar és una font d'energia renovable i, per tant, no emet gasos d'efecte hivernacle.
Aquest procés de generació d'electricitat es porta a terme a les anomenades centrals solars termoelèctriques o centrals termosolars. Les primeres centrals termosolars es van construir a Europa i al Japó a principis dels anys 80.
Conversió d'energia termosolar en electricitat
L'energia termosolar s'obté mitjançant la conversió de calor solar en energia útil. Això s'aconsegueix mitjançant diverses tecnologies.
- Els col·lectors solars parabòlics utilitzen miralls reflectors corbats per concentrar la llum solar en un receptor que conté un fluid tèrmic. La calor generada es fa servir per produir vapor i generar electricitat.
- Les centrals de torre solar envolten una torre alta amb miralls que concentren la llum solar a la part superior, escalfant un fluid tèrmic que també genera vapor per a la producció delectricitat.
- El disc parabòlic concentra la llum solar a un receptor central.
A més, moltes instal·lacions incorporen sistemes demmagatzematge tèrmic per garantir una generació contínua denergia. Algunes centrals utilitzen sals foses com a mitjà demmagatzematge tèrmic, permetent la generació delectricitat fins i tot després de la posta del sol.
A més, hi ha sistemes basats en motors Stirling que converteixen la calor solar en electricitat.
Diferència entre energia termosolar i fotovoltaica
La diferència entre l'energia termosolar i l'energia solar fotovoltaica és la manera d'aprofitar l'energia. Lenergia termosolar genera energia tèrmica i la fotovoltaica electricitat.
L'energia solar tèrmica s'aprofita per a la producció d'aigua calenta sanitària que s'acumula en dipòsits d'aigua a les instal·lacions de baixa temperatura. A les centrals termoelèctriques, es concentra la radiació solar per generar vapor amb l'energia tèrmica. Amb el vapor s'accionen turbines i genera electricitat.
D'altra banda, els panells solars fotovoltaics només generen electricitat amb altres tipus de tecnologia: l'efecte fotoelèctric. Els panells solars estan compostos per un material que quan rep limpacte dun fotó allibera un electró generant un corrent elèctric.
Ambdós tipus denergia es poden utilitzar per generar electricitat, però amb tecnologies diferents.
Funcionant d'una central termosolar
El funcionament d‟una planta termosolar és similar al d‟una central tèrmica o el d‟una central nuclear. L'element distintiu entre les unes i les altres és el combustible o la font de calor.
Les centrals tèrmiques utilitzen combustibles fòssils com carbó o gas per generar calor, les centrals nuclears utilitzen l'energia nuclear present als 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 es fa servir per escalfar un fluid i generar vapor. El vapor generat, que té una pressió elevada, permet moure una turbina de vapor. Alhora, aquesta turbina acciona un generador que serà l?encarregat de convertir l?energia mecànica en electricitat.
Tècniques de concentració de la radiació solar
Hi ha diferents tipus de concentradors amb què s'obtenen diferents temperatures màximes amb les 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 del reflector.
-
Reflector Fresnel lineal compacte. Els reflectors Fresnel estan fabricats amb moltes tires de miralls prims i plans que concentren la llum del sol sobre tubs dins dels quals es bomba el líquid de treball.
-
Disc Stirling. Un disc Stirling és un reflector que segueix el Sol en dos eixos. En particular, el disc és un reflector parabòlic únic que concentra la llum en un receptor posicionat al punt focal del reflector.
-
Central solar de torre central. Una central solar de torre central consisteix en un conjunt de reflectors anomenats heliòstats que concentren la llum del sol sobre un receptor central instal·lat en una torre. Com que la posició relativa del Sol varia, els heliòstats han de tenir la capacitat de reorientar-se mitjançant un seguiment en dos eixos.
Avantatges i inconvenients
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 això es considera una energia renovable. Pel que fa a les centrals denergia fòssil no utilitzen combustibles fòssils, per tant no emeten gasos defecte hivernacle i no contribueixen a empitjorar el problema del canvi climàtic.
Inconvenients de les centrals termosolars
El principal inconvenient està en lhorari i la meteorologia que no permeten generar una quantitat denergia elèctrica constant. Inicialment, les primeres centrals només podien operar durant les hores d'irradiació solar, però avui 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 això, el consum d'aigua i de productes químics és abundant.