Con gusto ahora les presento los aspectos técnicos correspondientes al manejo y la transformación de la Energía Termosolar de Concentración. Esta modalidad se conoce en inglés con los términos de Concentration Solar Power, identificada también en por sus siglas como CSP. Los principios básicos de esta tecnología se fundamentan en el uso de espejos para reflejar y centralizar la luz solar en receptores que toman y concentran la radiación, para convertirlo en calor. Este calor luego es utilizado para hacer bullir a un líquido. El vapor desprendido de ese líquido es llevado a una turbina, que está conectada a un generador, el cual finalmente produce electricidad. A la fecha, existen cuatro formas de tecnologías de espejos empleadas a gran escala y destinadas a conseguir la concentración solar. A saber ellas son: Los sistemas de torres, los canales parabólicos o conductos parabólicos, los reflectores lineales Fresnel, y los platos parabólicos que se basan en el uso del sistema Stirling. Detallemos en esta diapositiva el caso del Sistema de Torres. Esta modalidad, también conocida como Sistema de Recepción Central, utiliza cientos o miles de reflectores heliostáticos para concentrar los rayos del sol en un punto central colocado en el tope de una torre fija, en donde calienta a un fluido, el cual es enviado a un intercambiador de calor. En este sitio, el primer fluido eleva la temperatura de un segundo fluido que tiene menor punto de ebullición. Debido a esta propiedad térmica, el último fluido se convierte en vapor que es conducido a una turbina acoplada a un generador que produce electricidad. Un heliostato es un espejo automatizado que se mueve sobre dos ejes, lo que permite mantener el reflejo de los rayos solares sobre el receptor central de la torre en todo momento y durante el tránsito del arco solar, desde el amanecer, hasta el atardecer. Aquí tenemos el Sistema de Canales Parabólicos que consiste en unas filas paralelas de espejos o reflectores curvados en un arco tal, que permite enfocar los rayos del sol sobre unas tuberías que contienen un aceite sintético dentro de las mismas y que captura el calor aportado por la radiación solar. El aceite se calienta para producir vapor y, finalmente, la electricidad se produce gracias a que el vapor logrado mueve a unas turbinas que, a su vez, hacen girar a unos generadores eléctricos. Pasemos a destacar el caso de los Reflectores Lineales Fresnel. Esta tecnología sigue el mismo principio de los canales parabólicos. La diferencia de este sistema se basa en el uso de espejos y lentes Fresnel. Los lentes Fresnel actúan como lupas y hacen que este método sea más eficiente y menos exigente en términos de ocupación de superficie. Los lentes Fresnel son ingeniosos dispositivos ópticos de lupas delgadas que presentan una serie de pequeñas ranuras concéntricas y estrechas en la superficie de la lámina de vidrio o de plástico. Esto permite reducir peso, grosor, y costo de los lentes. El nombre se debe a su inventor, el físico francés Agustín Fresnel. Aquí tenemos otro modo de concentración termosolar. El Sistema Parabólico Stirling es un espejo autónomo que concentra la luz de un receptor ubicado en el punto focal del reflector. El espejo sigue al Sol por medio de dos ejes (Como si fuera un reflector heliostático). Un fluido situado en el receptor se calienta y luego es utilizado por un motor Stirling para generar energía eléctrica. Este diseño elimina la necesidad de una estación de transferencia de calor y de refrigeración (Tal y como los observados por los procesos vistos anteriormente). Un motor Stirling es un dispositivo térmico operado por compresión y expansión cíclica de aire, de un gas, o de un fluido de trabajo, a diferentes niveles de temperatura que produce una conversión neta de energía calórica y la transforma en energía mecánica. En nuestro caso, la energía mecánica termina convirtiéndose en energía eléctrica. Este diagrama ilustra el uso de sal fundida como fluido de transferencia de calor y medio de almacenamiento térmico. Esta opción despliega un acumulación económica y escalable de calor, el cual se usa para hacer hervir un fluido de trabajo que producirá vapor. El vapor moverá turbinas y generadores eléctricos durante las horas de noche y permitirá una disponibilidad confiable de electricidad a lo largo de las 24 horas del día con solo fuente de energía solar. Obviamente, la sal es derretida a través de las altas temperaturas que aportan los espejos heliostáticos. El potencial de concentración de energía solar, a escala global, se basa en el valor de irradiación directa, que se puede medir por año, por mes o por día, dependiendo de la escala de tiempo que se necesite. La terminología en inglés es Direct Normal Irradiance (DNI son sus siglas en inglés). Esta radiación no es igual en todo el mundo, y hay regiones con gran potencial pero sin posibilidad económica de instalar alguna de las opciones antes indicadas. No obstante, hay localizaciones con excelente irradiación anual, que a su vez son regiones con demanda eléctrica, y con los recursos financieros para instalar grandes parques de concentradores termosolares. En los últimos seis años, la instalación de concentradores termosolares ha aumentado significativamente, superando la barrera de los cinco GW de capacidad instalada. A mediano plazo, países como Australia, México, Chile, Sudáfrica, Estados Unidos y Perú van a jugar un papel importante en la provisión de este tipo de energía sustentable. Por cierto, estoy haciendo este video en un lugar abierto y fuera de la oficina, en donde hay bastante calor y sin la necesidad de tener a mi lado un espejo de concentración solar. Y cuales son las ventajas y desventajas de esta novedosa manera de capturar la energía solar. Uno de los aspectos mas relevantes son los bajos costos operacionales, pues no hay que pagar por una fuente de energía que es inagotable y sobretodo gratis. Puede utilizar almacenamiento térmico para adaptarse mejor a la alta demanda eléctrica de las noches, ya sea a través de sal fundida. El proceso es de alta eficiencia. Es escalable a mas de 100 MW. Las instalaciones de los CSP normalmente se localizan en terrenos de poco valor comercial. Sin embargo, eso no significa que las áreas sean de bajo valor ecológico. Como contras tenemos que la fuente, aún y cuando es inagotable, pues es intermitente debido a las horas nocturnas y a los cortos períodos solares de las épocas de invierno. Requieren de una cantidad considerable de espacio. Dependen que la ubicación geográfica, puesto que los sitios tienen que ser en áreas de alta presión atmosférica que garantice la mínima presencia de nubes. La lejanía de los centros de consumo implican pérdidas por transmisión. Los CSP necesitan sistemas disuasivos para evitar que las aves pasen por los flujos de luz concentrada y así eliminar la mortalidad de las aves por exceso de calor.