21-septiembre-2020.
¿Se imaginan una torre tan brillante y caliente que rivaliza con el propio sol? ¿O sacar energía de un gigantesco campo de girasoles? Pues aunque parezca una fantasía salida de un cuento chino, estructuras de este tipo son construcciones reales que permiten aprovechar la energía del sol de maneras diferentes a las de los paneles fotovoltaicos que vimos en una columna anterior.
De nuestra estrella local podemos usar la luz pero también podemos aprovechar su calor, como sabe cualquiera que haya puesto ropa a secar al sol. Para convertir el calor en electricidad la idea es aplicar el mismo simple principio de las plantas nucleares: calentar agua hasta que se convierta en vapor y enviarlo a alta presión por una tubería a una turbina para que mueva un motor eléctrico a gran velocidad. En nuestro caso, la fuente de calor no sería un reactor nuclear sino el sol, que funciona gratis buena parte del día.
Colombia tiene un potencial de energía solar tan grande (especialmente en regiones como Atlántico y Guajira) que supera hasta a Alemania, la potencia mundial en generación de energía fotovoltaica. Pero incluso acá se necesita de mucho calor para evaporar agua a la velocidad y cantidad necesarias para mover una turbina. Por eso, para concentrar calor suficiente a partir de la radiación solar se usan principalmente dos métodos:
Cilindros parabólicos
El primer método consiste en exponer largas tuberías de agua al calor solar, que en la medida en que va circulando va aumentando su temperatura hasta evaporarse. Como el vapor tiene mayor volumen que el agua pero está obligado a ocupar el mismo espacio en la tubería, a medida que va fluyendo aumenta significativamente la presión.
Para aumentar la eficiencia del sistema se usan colectores térmicos de tipo cilindro parabólico, que son espejos curvos que enfocan el calor en la tubería, y que se van reorientando según la hora del día. Esto significa que para recibir radiación solar en el ángulo óptimo los colectores se tienden siguiendo el eje norte-sur, apuntan al oriente en la mañana, al cénit al mediodía y acaba orientados al occidente en la tarde. En la noche vuelven a su posición inicial.
Colector de cilindro parabólico en Noor II. Fuente: Prasad Pokkunuri Google Maps.
Torres de energía solar
Dado que cada espejo parabólico es costoso de producir y mantener, ¿cómo lograr algo parecido con espejos planos que son mucho más económicos? Pues la idea nos la da nuestro propio planeta: vista muy de cerca la Tierra parece plana pero de lejos es semiesférica, por lo que sabemos que muchos segmentos planos pueden formar una curva.
Entonces llevar a gran escala el concepto del colector térmico de cilindro parabólico implica reemplazar un espejo curvo por miles de espejos planos dispuestos en semicírculo. Así mismo, los rayos solares no se enfocan en una única tubería, sino en una gran torre que recoge el calor y lo usa para mover enormes generadores eléctricos.
Aunque hay en todo el mundo varias plantas energéticas que usan el calor del sol, un ejemplo interesante es el complejo Noor (“luz” en árabe), ubicado en Ouarzazate, Marruecos. En sus dos primeras fases se usaron colectores térmicos de cilindro parabólico. En la fase III se implementó una torre completamente rodeada de espejos que se van reorientando para seguir al sol como un campo de girasoles, por lo que también se los conoce como helióstatos. Se está construyendo una fase IV con celdas fotovoltaicas que redondeará la capacidad del complejo a 582 MW, convirtiendo a Noor en una de las pocas instalaciones en implementar todas las formas para producir energía a partir del sol.
Noor I, II y III.
Torre y espejos de Noor III. Fuente: Abdelaziz Maghrani Google Maps.
Como toda propuesta, este tipo de plantas también genera problemas. Por ejemplo, cuando las aves pasan inadvertidamente en medio de los rayos concentrados que convergen en las torres como la de Noor III caen incineradas en pleno vuelo, lo que pone en peligro la fauna silvestre.
En conclusión, poniendo en una balanza los problemas vs los beneficios, este tipo de proyectos inspirados en la forma como la naturaleza resuelve problemas son una gran opción para disminuir nuestra dependencia de combustibles fósiles para producir electricidad.
