Curso de Energía Solar Termoeléctrica

Casi con total certeza, se podría afirmar que la Energía Solar Termoeléctrica (también conocida como Energía Termosolar), es hasta ahora la menos conocida de entre las tres formas actuales de aprovechar la energía del Sol. En efecto, la energía solar térmica y fotovoltaica han tenido afortunadamente una formidable expansión en los últimos años, y ya son parte integrante de nuestra vida cotidiana: producción de ACS, apoyo a calefacción, climatización de piscina, generación e inyección de electricidad... son una muestra de los beneficios obtenidos con estas aplicaciones. Sin embargo, existe una tercera vertiente tecnológica, que permite la generación de electricidad en plantas de gran potencia, equiparable a centrales de producción de energía convencional, pero con los beneficios medioambientales de las energías renovables.

El principio de funcionamiento de la Energía Termosolar se basa en la captación, concentración y transformación de la radiación solar en calor a media-alta temperatura (desde 400ºC y hasta 2.000ºC); su posterior transferencia a un fluido térmico caloportador; la producción de vapor de agua tras un intercambio térmico; su expansión en turbinas conectadas a alternadores y por último, la consiguiente generación de electricidad para inyección a la red de distribución. Como el lector podrá apreciar, esta apasionante tecnología integra infinidad de subtecnologías distintas, con lo cual un dominio de esta forma de aprovechamiento energético precisa fundamentos adecuados de líneas de conocimiento tales como Óptica, Termodinámica, Regulación Automática, Mecánica de Fluidos, Máquinas Eléctricas, Alta Tensión... Como suelen decir los expertos, hablamos de "alta ingeniería".

Por todo ello y siendo conscientes de la complejidad que puede implicar el adquirir por separado conocimientos de las antedichas tecnologías, en ACEDIS hemos realizado un importante esfuerzo de síntesis para confeccionar un curso eminentemente descriptivo y accesible que englobe los fundamentos de la Energía Solar Termoeléctrica. De esta manera, nos enorgullecemos de ofrecer a nuestro alumnado un trabajo prácticamente pionero en España, con el cual perseguimos facilitar al máximo la comprensión y difusión de esta tecnología. Por tanto, a modo de resumen, podríamos afirmar que con este curso no se ha pretendido desarrollar un programa de alto nivel teórico para personas con estudios previos profundos, sino más bien impartir un curso desde los niveles básicos para ir adquiriendo progresivamente sólidos conocimientos de base que permitan al profesional:

• Conocer con rigor los principios físicos de funcionamiento de cada una de las tecnologías vinculadas a la Energía Termosolar.
• Disponer de información de primera mano sobre las tecnologías disponible en la actualidad, así como de las futuras líneas de investigación y desarrollo en las cuales se está trabajando.
• Dominar la legislación aplicable a este tipo de instalaciones de gran potencia.
• Tener constancia de las inequívocas ventajas económicas de esta fuente renovable de energía.
• Disponer de herramientas personales de búsqueda que permitan encontrar empleo en las empresas más punteras del sector, conocer recursos y fuentes bibliográficas adicionales para proseguir mejorando la formación o ampliar conocimientos, así como saber cómo estar permanentemente informado de las novedades técnicas recurriendo a fuentes bibliográficas de máxima credibilidad.

Desde el punto de vista profesional, el futuro que se le augura a la misma es inmejorable: no en vano, son ya nada menos que 15 las centrales de potencia de esta índole que están proyectadas y/o construyéndose en nuestro país.

Adicionalmente, las ventajas retributivas a la electricidad generada por energías renovables, la favorable legislación tanto española como europea al desarrollo de las nuevas fuentes de energía, la imperiosa necesidad de reducir la dependencia económica de países productores de petróleo, así como la terrible contaminación generada por el uso indiscriminado de combustibles, no hacen sino confirmar el acierto que supone formarse en fuentes de energía respetuosas con el medio ambiente.

Tener unos sólidos y específios conocimientos sobre la Energía Solar Termoeléctrica puede ser un factor clave para una futura incorporación laboral a este nuevo nicho de empleo.

Temario cubierto

1. Introducción

• Problemática ambiental y papel de las energías renovables
• Tipos de aprovechamiento de la energía solar
• Historia y situación actual de la energía solar en España
• Energética y geometría solar
• Radiación directa y difusa: aparatos de medida
• El cinturón solar

2. Sistemas termosolares de concentración

• Fundamento termodinámico de la energía solar termoeléctrica
• Ciclos termodinámicos aplicados a energía solar termoeléctrica
• Tecnologías termosolares: baja, media y alta temperatura
• Factor de concentración de la radiación solar
• Cónicas y cuádricas notables: propiedades geométricas
• Concentradores cilindro-parabólicos, lentes lineales de Fresnel, captadores de disco y de torre central
• Chimeneas solares

3. Helióstatos: sistema de seguimiento

• Orientación e inclinación de los captadores termoeléctricos
• Fundamentos del seguimiento solar
• Seguimiento en colectores cilindro-parabólicos
• Seguimiento en discos parabólicos y en centrales de torre

4. Fluido caloportador de trabajo

• Características térmicas del fluido caloportador
• Fluidos utilizados en la actualidad

5. Almacenamiento e hibridación de potencia

• Características y ventajas del almacenamiento térmico
• Tipologías de almacenamiento térmico
• Hibridación de instalaciones termosolares con otras tecnologías

6. Conversión de potencia eléctrica y sistemas auxiliares

• Conducciones, aislamientos y grupos de impulsión
• Compresores, soplantes y turbinas
• Valvulería industrial
• Intercambiadores de calor
• Conversión eléctrica: generador
• Regulación, control y monitorización de sistemas termosolares

7. Aspectos económico-financieros de la solar termoeléctrica

• Distribución de costes actuales y perspectivas de crecimiento
• Comparación de tecnologías
• Posicionamiento en el mercado eléctrico español

8. Futuras líneas de I+D solar termoeléctrica

• Optimización de tecnologías y minoración de costes
• Generación directa de vapor
• Mejora de los algoritmos de control: lógica difusa
• Análisis exergético
• Aplicaciones adicionales: producción de hidrógeno