Energía solar concentrada


Los sistemas de energía solar concentrada ( CSP , también conocida como energía solar concentrada , energía solar térmica concentrada ) generan energía solar mediante el uso de espejos o lentes para concentrar una gran área de luz solar en un receptor. [1] La electricidad se genera cuando la luz concentrada se convierte en calor ( energía solar térmica ), que impulsa un motor térmico (generalmente una turbina de vapor ) conectado a un generador de energía eléctrica [2] [3] [4] o alimenta una termoquímica reacción. [5] [6] [7]

La CSP tenía una capacidad instalada global total de 5500  MW en 2018, frente a los 354 MW de 2005. España representó casi la mitad de la capacidad mundial, con 2300 MW, a pesar de que ninguna nueva capacidad entró en operación comercial en el país desde 2013. [8] Le sigue Estados Unidos con 1.740 MW. El interés también es notable en el norte de África y Oriente Medio, así como en China e India. Inicialmente, el mercado mundial estuvo dominado por plantas cilindroparabólicas, que en un momento representaron el 90 % de las plantas de CSP. [9] Desde aproximadamente 2010, la CSP de torre de energía central se ha visto favorecida en las plantas nuevas debido a su funcionamiento a temperaturas más altas (hasta 565 °C (1049 °F) frente al máximo de 400 °C (752 °F) de la canaleta), lo que promete mayor eficiencia.

Entre los proyectos de CSP más grandes se encuentran la instalación de energía solar de Ivanpah (392 MW) en los Estados Unidos, que utiliza tecnología de torre de energía solar sin almacenamiento de energía térmica, y la estación de energía solar de Ouarzazate en Marruecos, [10] que combina tecnologías de cilindro y torre para un total de 510 MW con varias horas de almacenamiento de energía.

Como central generadora de energía térmica, la CSP tiene más en común con centrales térmicas como las de carbón, gas o geotermia. Una planta de CSP puede incorporar almacenamiento de energía térmica , que almacena energía en forma de calor sensible o calor latente (por ejemplo, usando sales fundidas ), lo que permite que estas plantas continúen generando electricidad cuando sea necesario, de día o de noche. Esto convierte a la CSP en una forma gestionable de energía solar. La energía renovable gestionable es particularmente valiosa en lugares donde ya existe una alta penetración de la energía fotovoltaica (FV), como California [11] porque la demanda de energía eléctrica alcanza su punto máximo cerca de la puesta del sol justo cuando la capacidad fotovoltaica disminuye (un fenómeno denominadocurva de pato ). [12]

La CSP se compara a menudo con la energía solar fotovoltaica (FV), ya que ambas usan energía solar. Si bien la energía solar fotovoltaica experimentó un gran crecimiento en los últimos años debido a la caída de los precios, [13] [14] el crecimiento de la energía solar CSP ha sido lento debido a las dificultades técnicas y los altos precios. En 2017, la CSP representó menos del 2 % de la capacidad instalada mundial de plantas de energía solar. [15] Sin embargo, la CSP puede almacenar energía más fácilmente durante la noche, lo que la hace más competitiva con los generadores despachables y las plantas de carga base. [16] [17] [18] [19]

El proyecto DEWA en Dubái, en construcción en 2019, ostentaba el récord mundial del precio más bajo de CSP en 2017 con 73 USD por MWh [20] para su proyecto combinado de 700 MW de cilindro y torre: 600 MW de cilindro, 100 MW de torre con 15 horas de almacenamiento de energía térmica al día. La tarifa de CSP de carga base en la región extremadamente seca de Atacama en Chile alcanzó menos de 50 USD/MWh en las subastas de 2017. [21] [22]


Una vista aérea de un gran círculo de miles de espejos azulados en un desierto marrón
Una torre de energía solar en el Proyecto de Energía Solar Crescent Dunes que concentra la luz a través de 10.000 helióstatos espejados que abarcan trece millones de pies cuadrados (1,21 km 2 ).
Las tres torres de la instalación de energía solar de Ivanpah
Parte del complejo solar SEGS de 354 MW en el norte del condado de San Bernardino, California
Khi Solar One a vista de pájaro , Sudáfrica
Motor de vapor solar para bombeo de agua, cerca de Los Ángeles, alrededor de 1901
cilindroparabólico en una planta cerca de Harper Lake, California
Central eléctrica de Ashalim , Israel, en su finalización, la torre solar más alta del mundo. Concentra la luz de más de 50.000 helióstatos.
La planta de energía solar PS10 en Andalucía , España, concentra la luz solar de un campo de helióstatos en una torre de energía solar central.
un plato Stirling
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
1984
1990
1995
2000
2005
2010
2015
Capacidad mundial de CSP desde 1984 en MW p
Central Solar Andasol en España
Reinita muerta quemada en el aire por planta termosolar