Energía Solar Térmica

Energía Solar Térmica y fotovoltaica

Energía Solar Térmica

Definición

La Energía Solar Térmica captura la energía térmica del sol y se utiliza para calefacción y/o la producción de electricidad. Esto es diferente de los paneles solares fotovoltaicos, que convierten directamente la radiación solar en electricidad.

La mayoría de nosotros no pensamos mucho de dónde proviene nuestra electricidad, solo que está disponible y es abundante. La electricidad generada por la quema de combustibles fósiles, como el carbón, el petróleo y el gas natural, emite dióxido de carbono, óxidos de nitrógeno y óxidos de azufre, gases que los científicos creen que contribuyen al cambio climático.

La tecnología solar térmica no es lo mismo que las tecnologías de paneles solares o fotovoltaicas.

Aplicaciones de la Energía Solar Térmica

La tecnología solar térmica utiliza la energía del sol para generar energía térmica (calor).

La generación de energía eléctrica termal solar concentra la luz del sol para calentar agua u otros fluidos, y también puede alimentar sistemas de refrigeración solar (como aire acondicionado)

La energía solar térmica es una alternativa renovable y libre de carbono a la energía que generamos con combustibles fósiles como el carbón y el gas.

desventajas de la Energía Solar Térmica
Energía Solar Térmica 4

Los sistemas de energía solar térmica son una forma de satisfacer las necesidades de calefacción al capturar la energía térmica del sol para aplicaciones de calefacción como edificios, agua caliente o piscinas.

Grandes cantidades de energía actualmente se destinan a aplicaciones de calefacción tradicionales que podrían satisfacerse con la energía solar térmica. En situaciones domésticas, por ejemplo, el calentamiento del agua representa aproximadamente un tercio del uso total de energía.

Energía Solar Térmica en México
Energía Solar Térmica 5

El uso de la energía solar para el agua caliente doméstica podría ahorrar importantes cantidades de energía al año, lo que significa facturas más bajas para los propietarios y menos emisiones de la red eléctrica tradicional basada en hidrocarburos.

Sistemas de Energía Solar Térmica

Existen dos tipos principales de sistemas de Energía Solar Térmica para la producción de energía: los activos y los pasivos. Los sistemas activos de Energía Solar Térmica requieren partes móviles como ventiladores o bombas para hacer circular los fluidos que transportan calor.

ventajas de la Energía Solar Térmica
Energía Solar Térmica 3

Los sistemas de Energía Solar Térmica pasivos no tienen componentes mecánicos y dependen de las características de diseño solo para capturar el calor (por ejemplo, invernaderos). Las tecnologías también se agrupan por temperatura: baja, media o alta.

Sistemas de Energía Solar Térmica de temperatura baja

Las aplicaciones de baja temperatura (<100 °C) generalmente utilizan la energía solar térmica para agua caliente o calefacción de espacios. Los sistemas activos a menudo consisten en un colector de placa plana montado en el techo a través del cual circula el líquido.

El colector absorbe el calor del sol y el líquido lo lleva al destino deseado, por ejemplo, una piscina o un sistema de calefacción para el hogar. Los sistemas de calefacción pasivos implican prácticas inteligentes de diseño de edificios, que reducen la necesidad de sistemas de calefacción o enfriamiento al capturar o reflejar mejor la energía solar.

Sistemas de Energía Solar Térmica de temperatura media

Las aplicaciones de temperatura media (100-250 °C) no son comunes. Un ejemplo sería un horno solar, que utiliza un reflector de forma especial para enfocar los rayos del sol en una olla central. Se podrían usar sistemas similares para procesos industriales, pero no se usan regularmente.

Sistemas de Energía Solar Térmica de temperatura alta

Los Sistemas de Energía Solar Térmica de temperatura alta (250 °C>) usan grupos de espejos para concentrar la energía solar en un colector central. Estos sistemas de energía solar concentrada (CSP, por sus siglas en inglés) pueden alcanzar temperaturas lo suficientemente altas para producir vapor, que luego hace girar una turbina e impulsa un generador para producir electricidad.

funcionamiento Energía Solar Térmica
Energía Solar Térmica 2

Generación de energía solar térmica

Las plantas de energía solar térmica utilizan los rayos del sol para calentar un fluido para producir vapor a alta presión y alta temperatura. El vapor, a su vez, se convierte en energía mecánica en una turbina y en electricidad de un generador convencional acoplado a la turbina.

La generación de energía solar térmica utiliza las mismas tecnologías convencionales de generación de energía, excepto la fuente de combustible que proporciona la energía térmica para la producción de vapor.

Las tecnologías solares térmicas, para la generación de electricidad, utilizan sistemas concentradores debido a las altas temperaturas necesarias. Actualmente hay tres tipos de sistemas de energía solar térmica en uso o en desarrollo: la placa solar, la torre de energía solar y el canal parabólico.

Energía Solar Térmica CSP
Energía Solar Térmica 6

Ventajas de la Energía Solar Térmica

Los Sistemas de Energía Solar Térmica tienen varias ventajas.

  • El 'combustible' que los alimenta es gratuito y renovable, por lo que estos sistemas son baratos de operar y pueden reemplazar el uso de combustible convencional.
  • La energía solar térmica es una fuente de energía libre de emisiones. Finalmente, los sistemas de energía solar térmica tienen un mantenimiento relativamente bajo porque utilizan tecnologías más simples y sistemas pasivos que no tienen partes móviles.
  • En el caso de los sistemas de energía solar concentrada, la capacidad de la tecnología para producir generación a gran escala es una ventaja para las regiones que utilizan un sistema de distribución de electricidad centralizado.

Desventajas de la Energía Solar Térmica

Aunque no son muchos, las desventajas de la energía solar pueden causar problemas para el uso de los sistemas de energía solar térmica.

  • El sol no es una fuente de energía muy concentrada, por lo que puede tomar una gran área para generar una cantidad razonable de energía, evocando preocupaciones sobre el uso de la tierra.
  • Los rayos de sol pueden ser intermitentes y su disponibilidad depende de la ubicación.
  • La ubicación de las instalaciones de los sistemas de energía solar concentrada causa problemas adicionales para la tecnología. Normalmente, muchas están ubicadas en áreas remotas y desérticas y, dado que las turbinas de vapor producen electricidad para los sistemas de energía solar concentrada, el acceso al agua y la rápida evaporación son preocupaciones clave para la viabilidad de la tecnología.
  • La transmisión de electricidad a grandes distancias es costosa y puede ocasionar pérdidas en la distribución.

Finalmente, los desafíos prácticos como los costos de capital iniciales y el conocimiento de las tecnologías de energía solar térmica también pueden ser barreras para la implementación en algunos países.

QUE ES LA Energía Solar Térmica
Energía Solar Térmica

Tendencias emergentes

La energía solar térmica se enfrenta a varios desafíos en el mercado que actualmente obstaculizan una adopción más generalizada. Entre estos desafíos se encuentra la falta de información y comprensión entre los clientes potenciales con respecto a la función y los beneficios de los sistemas de energía solar térmica.

Además, el costo inicial de un sistema de energía solar térmica a menudo se considera demasiado alto para los consumidores, ya que una multitud de opciones de financiamiento, como las de la energía fotovoltaica, pueden no existir para la energía térmica. Entre estos dos obstáculos principales, los clientes pueden sentirse intimidados por los sistemas solares térmicos o no entender la tecnología.

Energía Solar Térmica y fotovoltaica
Energía Solar Térmica

Desafíos esperados

La responsabilidad recae en la industria solar en general y en los profesionales que trabajan en ella para comunicar los beneficios de la energía solar térmica a los clientes potenciales.

A medida que más personas se den cuenta de las características y ventajas de la tecnología solar térmica y las opciones de calefacción en el lugar, la demanda de tales sistemas será mucho mayor en todas las escalas.

La tecnología solar térmica, que es más fácil de usar y se puede obtener a un menor costo para el cliente, fomentará un uso más generalizado. Reducir los puntos de falla o complejidad de los sistemas solares térmicos los hará más utilizables en el mercado general y probablemente reducirá el costo general en el proceso.

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