Curso de Fundamentos de la 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. 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, "alta ingeniería".

Por todo ello, y siendo conscientes de la complejidad que puede implicar el adquirir por separado conocimientos de las antedichas tecnologías, nuestro equipo de tutorización ha 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, ofrece al alumnado un trabajo prácticamente pionero en España, con el cual persigue facilitar al máximo la comprensión y difusión de esta tecnología.

Con este curso, no se ha pretendido desarrollar un programa de alto nivel teórico para personas con estudios previos profundos, sino impartir la materia partiendo de los niveles básicos a fin de que el alumno pueda ir formándose progresivamente y avanzar hacia:

• Un conocimiento riguroso de los principios físicos de funcionamiento de cada una de las tecnologías vinculadas a la Energía Termosolar.
• El acceso a información de primera mano sobre las tecnologías disponibles en la actualidad, así como de las futuras líneas de investigación y desarrollo en las cuales se está trabajando.
• Un dominio de la legislación aplicable a este tipo de instalaciones de gran potencia.
• El descubrimiento de las inequívocas ventajas económicas de esta fuente renovable de energía.
• La adquisición de las herramientas personales de búsqueda que le permitan encontrar empleo en las empresas más punteras del sector, el conocimiento de los recursos y fuentes bibliográficas adicionales para proseguir mejorando la formación o ampliar conocimientos, así como la capacidad para acceder a las fuentes que le permitan estar permanentemente informado acerca de las novedades técnicas, recurriendo a aquellas de máxima credibilidad.

Futuro prometedor para los expertos en energía termosolar

Desde el punto de vista profesional, el futuro que se le augura al aprovechamiento de la energía termosolar continúa siendo bueno: no en vano, son ya cincuenta las centrales de potencia de esta índole operativas en nuestro país, según los datos que maneja la Asociación Española para la Promoción de la Industria Termosolar (Protermosolar), una agrupación fundada en 2004. De estas, la primera se abrió en 2007 y su capacidad de 11,0 MW; y, entre todas, tienen una potencia de generación superior a los 2.300 MW.

Adicionalmente, las ventajas retributivas a la electricidad generada por energías renovables, la favorable legislación 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 específicos conocimientos sobre la Energía Solar Termoeléctrica puede ser un factor clave para una futura incorporación laboral a este nuevo nicho de empleo.

A través de este curso, que parte de conocimientos básicos para avanzar hacia la especialización, se busca que el alumno:

• Descubra los principios físicos de funcionamijento de cada una de las tecnologías vinculadas a la Energía Termosolar.
• Se familiarice con la búsqueda de toda la información nueva que, fuentes fiables, hagan pública acerca de las innovaciones en el sector.
• Conozca la legislación vigente.

1. Geometría y Radiación Solar
2. Introducción
   1. Problemática ambiental y papel de las energías renovables
   2. Tipos de aprovechamiento de la energía solar
   3. Historia y situación actual de la energía solar en España
   4. Energética y geometría solar
   5. Radiación directa y difusa: aparatos de medida
   6. El cinturón solar
3. Sistemas termosolares de concentración
   1. Fundamento termodinámico de la energía solar termoeléctrica
   2. Ciclos termodinámicos aplicados a energía solar termoeléctrica
   3. Tecnologías termosolares: baja, media y alta temperatura
   4. Factor de concentración de la radiación solar
   5. Cónicas y cuádricas notables: propiedades geométricas
   6. Concentradores cilindro-parabólicos, lentes lineales de Fresnel, captadores de disco y de torre central
   7. Chimeneas solares
4. Helióstatos: sistema de seguimiento
   1. Orientación e inclinación de los captadores termoeléctricos
   2. Fundamentos del seguimiento solar
   3. Seguimiento en colectores cilindro-parabólicos
   4. Seguimiento en discos parabólicos y en centrales de torre
5. Fluido caloportador de trabajo
   1. Características térmicas del fluido caloportador
   2. Fluidos utilizados en la actualidad
6. Almacenamiento e hibridación de potencia
   1. Características y ventajas del almacenamiento térmico
   2. Tipologías de almacenamiento térmico
   3. Hibridación de instalaciones termosolares con otras tecnologías
7. Conversión de potencia eléctrica y sistemas auxiliares
   1. Conducciones, aislamientos y grupos de impulsión
   2. Compresores, soplantes y turbinas
   3. Valvulería industrial
   4. Intercambiadores de calor
   5. Conversión eléctrica: generador
   6. Regulación, control y monitorización de sistemas termosolares
8. Aspectos económico-financieros de la solar termoeléctrica
   1. Distribución de costes actuales y perspectivas de crecimiento
   2. Comparación de tecnologías
   3. Posicionamiento en el mercado eléctrico español
9. Futuras líneas de I+D solar termoeléctrica
   1. Optimización de tecnologías y minoración de costes
   2. Generación directa de vapor
   3. Mejora de los algoritmos de control: lógica difusa
   4. Análisis energético
   5. Aplicaciones adicionales: producción de hidrógeno