Uno de los retos de la ciencia y la tecnología hoy en día es la generación de energía eléctrica limpia, renovable y eficiente. Una fuente inagotable de energía renovable es el Sol, cuya energía puede aprovecharse a través de plantas termosolares de concentración. En ellas un conjunto de espejos reflejan y concentran la energía en un receptor solar que alcanza una temperatura muy elevada; esta energía concentrada se transmite a un fluido apropiado en forma de calor y, finalmente, se transforma en energía eléctrica.

En este contexto, la revista Renewable and Sustainable Energy Reviews acaba de publicar el trabajo del Grupo Investigación en Optimización Energética, Termodinámica y Física Estadística de la Universidad de Salamanca titulado "High temperature central tower plants for concentrated solar power: 2021 overview", en el que se hace una revisión de esta tecnología y de sus posibilidades de futuro, incluyendo sus perspectivas a nivel económico de competir con otras renovables.

Al respecto, una de las ventajas fundamentales de la tecnología abordada en el estudio es que la energía eléctrica que produce “se puede controlar, almacenándola, y de este modo se puede utilizar en los momentos en que la demanda de energía es más alta. Esto no es posible en otros sistemas renovables como los eólicos o fotovoltaicos”, explica a Comunicación USAL María Jesús Santos, profesora del Departamento de Física Aplicada de la Universidad de Salamanca y miembro del grupo de investigación responsable del trabajo.

Para complementar la visión general sobre el estado actual del desarrollo de este tipo de tecnología, en el artículo publicado por los científicos de la Universidad de Salamanca se analiza también distintas soluciones técnicas para almacenar la energía y poder, de esta forma, controlar su producción de manera más eficiente.

Revisión de las plantas en funcionamiento

Para ello, el grupo de investigación ofrece una revisión pormenorizada de las plantas en funcionamiento, así como de las plantas en desarrollo y proyectos de investigación, presentando una recopilación de los datos termoeconómicos actualizados. A lo largo del estudio, se analizan cada uno de los subsistemas de una planta típica, poniendo énfasis en las líneas de investigación más relevantes y los temas a resolver en los próximos años. Concretamente, los investigadores detallan los márgenes de mejora del campo de helióstatos, los receptores de alta temperatura y los ciclos termodinámicos más adecuados para aprovechar el calor de alta temperatura, considerando los conceptos de almacenamiento térmico e hibridación. 

En este sentido, el trabajo destaca especialmente “la importancia de diseñar la planta en su conjunto, optimizando los subsistemas y su acoplamiento para mejorar el rendimiento global de la planta”, subrayan. Asimismo, con el propósito de ofrecer una perspectiva futura de este campo de desarrollo energético, los investigadores finalizan planteando las líneas abiertas a niveles de I+D+i para que esta tecnología sea completamente competitiva, junto con los desafíos vigentes para la próxima generación de este tipo de plantas que “se cree que serán las más prometedoras en los próximos años para la producción de energía limpia a través de la energía solar concentrada”, concluyen los investigadores.

Esquema de los subsistemas para una planta de potencia de turbina de gas con almacenamiento térmico. Los principales subsistemas son: campo solar, receptor, máquina térmica y subsistema de almacenamiento de energía térmica.