Un nuevo boom. La tecnología de concentración

Los despegues de diferentes tecnologías para conseguir energía más barata se suceden en los últimos tiempos, y uno de ello, al que dedicamos este post es la tecnología solar de concentración. Hubo un tiempo, no muy lejano, que la tecnología fotovoltaica de concentración (CPV) era una disciplina puramente académica. Eso fue hasta que la industria aeroespacial comenzó a interesarse por esta tecnología. Ellos habían desarrollado dispositivos multi-unión capaces de utilizar materiales semiconductores avanzados. Deep Space 1, una sonda de las NASA lanzada en 1998 más allá de marte para observar las estrellas, fue el primer artificio que usó módulos CPV. Estos fueron concentradores de lentes Fresnel lineales hechos de silicio bajo un superestrato de vidrio. En aquellos días, la compañía pionera Entech fue más exitosa con sus diseños espaciales que con la variedad terrestre. Mark J. O´Neill, fundador de Entech, debe ser reconocido por sus numerosas invenciones en este campo, incluyendo lentes Fresnel, lentes inflables, lentes stretch, y cubrición prismática para redireccionar la luz lejos de la malla de la célula. La tecnología fue casi olvidada ante el boom de los paneles fotovoltaicos, que producían energía en lugares tan remotos como los monasterios del Himalaya. A principios de esta década, cuando estudiábamos las posibilidades de las energías renovables conocimos el proyecto piloto de instalar 354 MW con tecnología CPV en el desierto Mojave en California. En ese momento, la prehistoria de la CPV, también conocimos que las apuestas por tecnologías prometedoras se dirigían hacia otros caminos, y especialmente hacia la térmica. De nuevo, la CPV tuvo que parar su avance. En ese momento, la tecnología CPV había ya demostrado su capacidad para producir energía Premium a un precio Premium, y esto podía además conseguirse en una escala parecida a la que se usa en la industria de la generación. Aquellos captadores lineales funcionan todavía, y proporcionan sus picos de energía a los Ángeles, precisamente en el momento en que los aparatos de aire acondicionado sobrecargan las redes. Termodinámicamente hablando, sin embargo, no es muy eficiente concentrar la luz del sol para calentar aceite en orden de generar electricidad en un ciclo de Rankine, para hacer funcionar un comprensor en un ciclo de Rankine inverso y poder reducir el calor de grandes cantidades de aire.

CONTEXTO DE UNA ENERGÍA – EN NÚMEROS.

• La capacidad de generación de energía instalada en el mundo es actualmente de 2 TW.
• Se estima que el crecimiento del consumo energético y la sustitución de las plantas con más de 20-30 años requerirá la construcción de plantas con una capacidad de 6 TW.
• En China, sólo, cada semana se aprueba la construcción de plantas con capacidad para generar 1 GW, la mayoría de carbón.
• Globalmente, la tecnología fotovoltaica tiene ya instaladas en todo el mundo una potencia aproximada de 10 Gw, de la cual el 10 % corresponde a instalaciones de concentración.
• La tecnología CPV se está utilizando ya en plantas de demostración a escala de megawatios en España y en Arizona.

COSTES DE ELECTRICIDAD COMPETITIVOS

La energía como commodity es tan vital al mundo como la comida, agua o sanidad. La energía es también un gran negocio, y competitivo. En el lugar correcto, el coste de CPV será competitivo con las plantas de combustibles fósiles y nucleares. CPV tiene una eficiencia que alcanza y excede el 50 %. Su complejidad inherente de la óptica de concentración y seguimiento contribuye a que sea considerada una alta tecnología. En buenas localizaciones solares, CPV tendrá costes de electricidad nivelizados (LEC) lo bastante bajos como para ser competitiva con la energía nuclear y fósil. LEC es el precio de la energía cubriendo inversión y depreciación, operación, y rendimiento, en toda la vida útil del generador. La eficiencia de la tecnología solar está muy relacionada con la aplicación y latitud. Si bien en altas latitudes es más factible la utilización de células finas fotovoltaicas puede ser más rentable en altas latitudes, en latitudes de 20-35 º serán más rentables las tecnologías CPV. Las grandes compañías han comprendido la naturaleza complementaria de los sistemas de conversión de energía solar y se están moviendo legos de sus antiguos regímenes de apostar por una única tecnología.