8 Aplicaciones de la energía solar térmica

Actualizado: 05/07/2024

Cuando pensamos en la energía solar, la mayoría pensamos en la tecnología solar fotovoltaica, que convierte la luz solar directamente en electricidad mediante paneles fotovoltaicos. Sin embargo, una alternativa popular a los sistemas fotovoltaicos que puede ser igual de eficaz son los sistemas solares térmicos, incluida la energía solar concentrada (CSP). Estos sistemas capturan el calor de la luz solar y luego lo dirigen a diversas operaciones o aplicaciones.

En un sistema CSP, los espejos reflejan una gran franja de luz solar a un pequeño punto, que se calienta en proporción a la cantidad de energía solar y al área que recibe esa energía. Los colectores pueden absorber el calor y transferirlo a un fluido como el aire, el agua, el aceite o las sales fundidas, que luego se envía a las zonas a calentar. En los sistemas más grandes, el calor del fluido puede crear vapor, que impulsa un generador para generar electricidad.

La energía solar térmica puede utilizarse a todas las escalas, desde aplicaciones de calefacción residencial hasta instalaciones industriales. Cuando la energía térmica se aplica directamente a la calefacción, puede ser más eficiente que los sistemas fotovoltaicos.

A continuación hablamos de 8 aplicaciones directas de la energía solar térmica que pueden utilizarse hoy en día.

Colector solar.

Un calentador de agua o colector solar se compone de un colector y un tanque de almacenamiento. Un líquido de transferencia en el colector capta el calor directamente del sol. El líquido calentado circula entonces a través de un intercambiador de calor en el tanque, transfiriendo el calor al agua.

Calentador de piscinas.

Al igual que el calentador solar de agua, el agua de la piscina circula a través de una serie de válvulas hasta un colector, donde absorbe el calor solar y se devuelve a la piscina. El ciclo se repite hasta que la piscina alcanza la temperatura deseada. Un sistema de menor escala calienta los jacuzzis.

Tostador de café

Un tostador de café puede funcionar con energía solar. En el proyecto Intikallana pretenden llevar a las zonas rurales de Perú una forma barata y sostenible de tostar este producto.

Lo que se plantea es un café ecológico desde el cultivo a la taza, concentrándose en desarrollar un proceso de tostado que no dañe el medio ambiente, a diferencia de las energías tradicionalmente usadas en las zonas rurales: leña, gas o electricidad. Sin olvidar además el gran ahorro económico que utilizar esta energía limpia supone.

Para conseguir el tostado del café se requiere de una temperatura que ronda los 200 grados centígrados, la cual se consigue gracias a un concentrador solar tipo Reflector Scheffler. Estos reflectores solares se suelen utilizar para cocinar y generar vapor en países en vías de desarrollo. Partiendo de este dispositivo se diseñó un tostador en acero inoxidable y aluminio.

Cocinar

Una forma sencilla de cocinar los alimentos, especialmente en zonas rurales donde la electricidad o el combustible para cocinar pueden ser escasos, es utilizar un horno o cocina solar.

Un reflector dirige la luz del sol a través de la tapa de cristal hacia un compartimento donde los alimentos se cocinan lentamente. Los hornos de caja pueden producir suficiente calor para hornear o recalentar, mientras que los modelos que emplean espejos parabólicos pueden alcanzar rápidamente temperaturas lo suficientemente altas como para cocinar carne de forma segura.

Estanques solares

Un estanque solar es una masa de agua salada muy saturada diseñada para recoger y almacenar la energía térmica solar. El agua más salada del fondo se calienta pero es demasiado densa para mezclarse con las capas más frías de encima. Como resultado, la salmuera permanece atrapada. Las temperaturas pueden alcanzar casi 80 °C en las capas estratificadas.

Combustibles solares.

La energía solar puede aprovecharse para convertir el dióxido de carbono (CO₂) y el agua en combustibles alternativos limpios que «ofrecen una mayor estabilidad de la red, seguridad energética y beneficios medioambientales«, según el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL). El hidrógeno puede obtenerse a partir de la energía solar mediante procesos termoquímicos a través de la energía solar concentrada; el hidrógeno solar también puede sintetizarse con el CO₂ para crear un combustible de hidrocarburos.

Horno

Los grandes sistemas CSP son capaces de producir temperaturas muy altas.

El horno solar de Uzbekistán es uno de los mayores de su clase, un gigantesco horno solar construido por la antigua URSS como proyecto de investigación entre los años 1981 y 1987. Su espejo curvo mide más de 55 metros, y conduce la energía solar a través de un rayo de 1,2 m. Frente al edificio principal con su espejo curvo hay otros 63 espejos, cada uno con una altura de una casa de dos plantas, que son controlados para concentrar la radiación solar en el centro de la estructura. Ahí, más de 10.700 espejos reflejan y regulan el calor. Así es cómo funciona.

Generación eléctrica.

Un parque solar CSP se basa en miles de espejos para concentrar la energía del sol y dirigirla hacia una torre u otro receptor, generando calor que luego se convierte en electricidad para alimentar los generadores.

La mayor ventaja sobre la fotovoltaica es que hace circular el calor, no la electricidad generada por la fotovoltaica. El calor es necesario para muchos procesos industriales y de fabricación; de hecho, según la Agencia Internacional de la Energía, el calor constituye dos tercios de la demanda energética de las industrias del mundo. Por lo tanto, utilizar el calor generado por la energía solar térmica de concentración es una forma de que estas industrias puedan reducir su huella de carbono.

La energía solar térmica de concentración también podría utilizarse de diversas maneras y a diferentes escalas. Por ejemplo, una central termosolar podría integrarse en otras centrales eléctricas u operaciones de servicios públicos, compensando así los costes totales de energía y reduciendo las emisiones de carbono. De hecho, la adopción generalizada de la energía solar térmica de concentración podría ayudar al mundo a alcanzar sus objetivos climáticos con mayor rapidez.