Actualmente, existe un elevado número de plantas termosolares ya construidas que no tiene almacenamiento y en las que el exceso de recurso solar está desaprovechado. La Universidad Politécnica de Madrid (UPM) ha propuesto una solución al exceso de recurso solar en aquellas plantas que no disponen de sistemas de almacenamiento. En concreto, se trata de utilizar el exceso de energía como suministro para el consumo interno de la central.
La energía termosolar se caracteriza por un almacenamiento relativamente barato de energía generada por el sol que permite gestionar la producción de energía eléctrica haciendo que la respuesta a la demanda de energía eléctrica no esté totalmente condicionada a las horas de sol. Según los investigadores, si en ciertos momentos no hace sol, dado que se ha almacenado parte de esa energía en la planta, esta puede seguir funcionando y generando electricidad para el consumo.
El problema llega en las plantas solares con colectores cilindroparabólicos que no disponen de un sistema de almacenamiento. En este caso, cuando hay exceso de recurso solar, éste no se capitaliza, es decir, se deja de aprovechar cierta parte del sistema de captación de energía solar o campo solar, ya que ese exceso de energía no puede ser utilizado por el sistema de producción de energía eléctrica.
Uso de los excesos energéticos para los consumos parásitos
Para no desaprovechar ese exceso de energía, los investigadores de la UPM se plantearon una posibilidad alternativa. Su propuesta es aprovechar el exceso de energía, en lugar de para producir energía eléctrica, para hacer frente a los consumos parásitos de la propia planta, es decir, para hacer frente a algunas de sus necesidades de funcionamiento.
El consumo parásito más representativo de estas plantas es el asociado al bombeo del fluido que recorre el campo solar calentándose fruto de la energía solar concentrada que los colectores cilindroparabólicos dirigen hacia las tuberías por las que este fluido discurre. Si este fluido se hace mover con bombas que consuman, de alguna manera, ese excedente de energía la planta termosolar será más eficiente.
Los investigadores consideran que esto se puede lograr permitiendo que la planta genere un exceso de vapor mínimo con el exceso de energía del campo solar. En lugar de enviar dicho vapor a la turbina que acciona el generador eléctrico (que estaría ya al 100% y no admite más) se enviaría para alimentar pequeñas turbinas acopladas a las bombas del fluido que viaja por el campo solar, ahorrando el consumo de electricidad de las bombas eléctricas normales.
Además de ser sostenible, la solución no necesita de grandes modificaciones en la planta solar, por lo que no supondría una gran inversión en las centrales. Este concepto se basa en componentes estándar y de bajo coste, y está concebido para ser instalado en una planta existente con pequeñas modificaciones, durante cualquiera de las paradas programadas.
Ahorro en los costes de funcionamiento de la planta termosolar
Para evaluar hasta qué punto su solución es eficiente, los investigadores aplicaron su propuesta a una planta solar de colectores cilindroparabólicos de 50 MW creando un modelo de estudio. Los resultados mostraron que no solo se consigue generar más energía, sino que también se ahorran costes en el funcionamiento de la planta.
De hecho, se ha calculado un incremento potencial de la producción eléctrica neta de entre el 0,8% y el 2,1%, en función del tamaño de la planta. Además, una evaluación económica preliminar de las ideas expuestas en este trabajo para una planta existente muestra una mejora del coste por kWh de una planta convencional, que puede variar desde poco más del 0,1% hasta mucho más del 1,3% para campos más grandes.