Energía fotovoltaica de concentración: la clave para descarbonizar

Cerro Dominador



El estudio Shell Scenarios, realizado en conjunto por el Massachusetts Institute of Technology (MIT) y la empresa Shell, indica que con el consumo actual de combustibles contaminantes contribuirá a que en unos 70 años el calentamiento global llegue a 3 grados por encima del promedio preindustrial (de 15ºC). Parece poco, pero a escala planetaria será catastrófico, ya que significa que las temperaturas serán definitivamente mayores que las actuales.

¿Qué podemos hacer para evitar esto? Una medida importante a nivel país es comenzar el camino hacia la descarbonización total, el que por cierto ya ha dado sus primeros pasos, pero aún falta mucho por recorrer: actualmente, solo el 40% de la energía eléctrica de la red viene de fuentes renovables. Y no hemos hablado del transporte que actualmente es 90% en base a petróleo.

Hoy existen 42 proyectos de plantas generadoras eléctricas en marcha, de los cuales 33 son de energía solar fotovoltaica. Para complementar este esfuerzo, en abril de este año se conectó a la red la planta solar de concentración Cerro Dominador, que tiene la capacidad de alimentar de energía eléctrica a 380 mil hogares. Lo interesante de esta planta es que puede generar energía tanto de día como de noche, gracias al almacenamiento de energía térmica. ¿Cómo lo consigue? A través de un proceso conocido como concentración solar, y almacenamiento de calor, que es clave para maximizar la eficiencia de estos sistemas de generación de energía.

Todos los que fuimos niños alguna vez podemos recordar que si uno usaba una lupa y concentraba la energía del sol en un punto determinado de un papel este se quemaba, eso es exactamente lo que pasa con la central de concentración, bueno… es casi igual ya que que esta planta lo que hace es tomar un área iluminada enorme y la concentra en un punto, pero en vez quemar, calienta un líquido (sal fundida), que guardará dicha energía para cuando sea necesario.

La planta, además, cuenta con paneles fotovoltaicos, permitiendo que de día genere el doble de lo que genera de noche. Pero, uno de los grandes problemas de estos paneles es que su eficiencia es relativamente baja, del orden del 20%. Actualmente diversos fabricantes han dado importantes avances en temas de eficiencia, no obstante, ya están llegando al límite máximo de los materiales, es decir, al 45% de eficiencia. Entonces, surge la pregunta ¿Por qué no masificar y unir estas dos soluciones? Más luz significa más energía.

El problema para extender el uso de esta tecnología de concentración está en el aumento de la temperatura. El problema en el caso de los paneles fotovoltaicos es lograr que las celdas absorban la luz para poder generar electricidad, no que se caliente. Incluso con máxima iluminación, un panel de 350W no nos entregará dicha cantidad, porque si dejamos el panel expuesto al sol (que es a fin de cuentas lo que uno quiere obviamente) se va a calentar, y fácilmente podrá elevar su temperatura a 50ºC. Esto hace que la eficiencia baje a 18%.

En resumen, la energía fotovoltaica es relativamente fácil de instalar y cada vez más económica, pero tiene el desafío de su eficiencia y que no funciona de noche. La energía solar de concentración nos da energía tanto de día como de noche y puede alcanzar la misma eficiencia que una planta generadora de carbón o gas, pero es costosa. La planta de Cerro Dominador representa una inversión del orden de 1.400 millones de dólares y están proyectando construir tres nuevas torres en el futuro.

Unir ambas tecnologías, puede significar un incremento de eficiencia y cantidad de energía enorme para el autoconsumo medio o pequeño. Pero para unir ambos mundos es imprescindible más investigación en el área. Sin duda esta situación deja la puerta abierta a investigar sobre estos puntos y lograr pavimentar el camino hacia la descarbonización.

*Investigador del Instituto Milenio para la Investigación en Óptica (MIRO), académico de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas y coordinador del Área Ingeniería Civil Eléctrica, de la U. de los Andes

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