Què és i com funciona l'energia solar concentrada, en la qual Espanya és líder mundial

Si et preguntes què és l'energia solar concentrada, en els propers apartats t’ho explicarem en profunditat. També et parlarem del cas d'Espanya, que és un dels països de la UE on aquesta tecnologia és més present i líder a nivell mundial de capacitat instal·lada en funcionament.

Què és l'energia solar concentrada?

La tecnologia d'energia solar concentrada o CSP (Concentrated Solar Power) produeix electricitat en concentrar els raigs del sol per escalfar un medi (generalment un líquid o gas) que després es fa servir per moure una turbina de vapor o gas per impulsar un generador elèctric. La CSP utilitza només el component del feix de la radiació solar (radiació normal directa), per la qual cosa el seu benefici màxim tendeix a estar restringit a intervals geogràfics limitats.

Com es concentra la llum solar en un punt

Per concentrar la radiació, s'identifiquen quatre tipus de sistema que es poden trobar d'energia solar concentrada:

• Canal parabòlic: llargues files de reflectors parabòlics concentren la llum solar de 70 a 100 vegades en un element col·lector de calor col·locat al llarg de la línia focal del reflector. Continuen el sol al voltant d'un eix, normalment orientat de nord a sud.
• Reflectors lineals de Fresnel: l'atractiu dels reflectors lineals de Fresnel és que els costos d'instal·lació per metre quadrat poden ser més baixos que els dels canals i el receptor és fix. Tot i això, el rendiment òptic anual és inferior al d'un reflector de canal.
• Receptors centrals (torres solars): aquesta tecnologia utilitza una sèrie de miralls (heliòstats), cadascun dels quals segueix al sol i reflecteix la seva llum en un receptor fix a la part superior d'una torre, on es poden assolir temperatures de més de 1000°C. Un dels grans beneficis daquesta alternativa és que permet l’emmagatzematge termoquímic de l’energia amb l’objectiu de generar electricitat (tot i que hi hagi radiació solar). Algunes plantes, com la de Gemasolar a Fuentes de Andalucía, Sevilla, empren sals foses (nitrats alcalins) per emmagatzemar la calor i produir electricitat fins a 15 hores sense radiació.
• Sistemes de plat: tenen forma de parabòlica, concentren la llum solar en un receptor muntat al punt focal i el receptor es mou amb el plat. Els plats s’han utilitzat per impulsar motors Stirling a 900°C i per generar vapor.

Potencial de l’energia solar concentrada

A l'estudi Plantes d'energia solar tèrmica: calor, electricitat i combustibles d'energia solar concentrada, del Centre Aeroespacial Alemany (DLR), el potencial d'electricitat produïda per CSP a Europa ronda els 1.500 TWh/any, i són els països mediterranis els que presenten major potencial segons la radiació disponible (més de 2.000 kWh/any). La capacitat instal·lada mundial podria assolir els 150 GW el 2020, amb un factor de capacitat mitjà del 32 %.

El sector de l'energia solar concentrada va donar feina a 22.000 persones a tot el món el 2014, i 15.000 a Europa. En el període 2015-2030, s'espera que l'electricitat termosolar generi fins a 150.000 llocs de treball especialitzats dins de camps com l’enginyeria, el desenvolupament i el finançament, la fabricació, la construcció i l’operació i el manteniment.

El potencial desplegament de tecnologia té el suport de polítiques nacionals. Així, sis països de la UE han reflectit la CSP en els plans d'acció nacionals d'energies renovables: Xipre, França, Grècia, Itàlia, Portugal i Espanya. Per tant, malgrat l'entorn econòmic s'espera que aquesta tecnologia s'estengui els propers anys.

La CSP en el marc de la UE

Tot i que la CSP no es manté tan estable com altres tecnologies renovables, ha presentat un creixement notable durant la darrera dècada amb un augment de la capacitat total del 27 %. El 2014 es va produir una notable diversificació tècnica, i la parabòlica va ser la tecnologia més representativa.

D'altra banda, el potencial econòmic de l'electricitat CSP a Europa s'estima al voltant dels 1.500 TWh/any, principalment als països mediterranis. A la darrera dècada, la indústria europea es va mantenir líder en aquesta tecnologia. Tot i això, la falta d'una política a llarg termini amenaça aquesta posició.

Les activitats de recerca se centren principalment en la reducció de costos i en obtenir més rendiments. S'han identificat diversos punts d'optimització:

• Tecnologia i components relacionats amb les principals configuracions
• Emmagatzematge d’energia
• Instal·lacions de recerca i suport bàsic d’R+D
• Química solar
• Mesura i pronòstic

El cas d'Espanya

Espanya continua sent el líder mundial en termes de capacitat instal·lada total (més de 2GW) i més del 30 % de la capacitat total a tot el món, i al darrere hi té els EUA. No obstant això, des de la dècada passada la Xina i els EUA són els països que més capacitat han incorporat. Com que no s'espera la implementació de projectes dins del període fins al 2023 per part dels EUA, aviat la Xina ocuparà la segona posició.

Actualment, a nivell mundial Espanya és el país amb més centrals d'energia solar concentrada en funcionament i moltes empreses espanyoles són líders mundials en la implementació i la gestió d'explotacions.

Quin és el futur de la CSP?

Amb el suport adequat, la producció mundial d’electricitat basada en energia termosolar haurà crescut fins a un milió de MW el 2050 (87 %), segons l'Agència Internacional d'Energia. La UE, va reconèixer l'energia solar concentrada com una de les tecnologies més beneficioses per assolir els objectius europeus ambiciosos en termes de descarbonització del sector energètic.

Sobre la base d'una eficiència més gran dels components i la reducció de preus, l'estimació més recent espera que l'11 % de l'electricitat es produeixi amb electricitat termosolar per al 2050. En el marc europeu, es preveu una capacitat instal·lada total de 28GW.

D'acord amb aquesta perspectiva, també s'espera que el sector privat, que ja treballa en solucions comercials, continuï treballant per millorar aquesta tecnologia.

Fes servir la nostra calculadora solar d'autoconsum per saber quant et pots estalviar instal·lant panells solars a la teulada.