Acumulant l'energia del sol
És sabut que el Sol no sols dona llum, sinó calor. Aquesta calor és el que aprofiten les centrals termosolars per a obtenir electricitat.
Per a aquest procés són imprescindibles les sals que s'utilitzen per a guardar la calor. Però aquestes sals no són molt bones portadores. En el centre de recerca CIC energigune del parc tecnològic de Miñano (Bizkaia) s'estan investigant possibles alternatives a aquestes sals perquè l'explotació de la calor solar sigui més eficient i barata.
El nostre planeta rep una gran quantitat d'energia del Sol. En menys d'una hora, l'energia que rep la Terra del Sol seria suficient per a satisfer la demanda mundial d'energia durant un any. Malgrat això, les necessitats energètiques es cobreixen principalment amb combustibles fòssils i els sistemes d'aprofitament de l'energia solar no estan molt estesos.
Existeixen diverses maneres de convertir l'energia solar en electricitat. Les instal·lacions fotovoltaiques transformen l'energia dels raigs solars en electricitat. Per contra, les instal·lacions que utilitzen l'energia solar tèrmica la prenen com a calor l'energia provinent del sol, és a dir, com a temperatura.
En el centre de recerca CIC energiGUNE treballen per a millorar l'aprofitament de l'energia tèrmica.
Javier Rodríguez / CIC Energigune:“El que es fa en aquestes centrals tèrmiques, termosolars, és prendre la radiació del Sol en forma de calor i amb això, després de diversos processos, obtenim vapor d'aigua, i amb aquest vapor d'aigua, mitjançant una turbina, obtenim electricitat”
En les instal·lacions de concentració solar s'utilitzen miralls o heliostatos per a recollir els raigs solars en un punt o línia. El fluid que passa per un circuit s'escalfa gràcies als llamps del sol, que posteriorment s'utilitza per a produir vapor d'aigua, moure una turbina i produir electricitat.
Però en aquestes instal·lacions, a més de produir electricitat, també es pot emmagatzemar calor. Això permet que les instal·lacions amb sistema de recollida puguin generar electricitat quan la radiació solar és petita i també durant la nit.
Javier Rodríguez / CIC Energigune: “El principal avantatge seria que en l'actualitat les centrals termosolars tenen la possibilitat de mantenir la calor.”
No obstant això, no totes les centrals que exploten energia solar tèrmica disposen de sistemes d'emmagatzematge de calor. Algunes d'elles només tenen producció directa. Les centrals amb capacitat d'emmagatzematge de calor utilitzen surts d'acumulació de calor, sals foses. Amb l'energia del sol s'escalfen les sals foses, i quan és necessari es demana calor a les sals.
Javier Rodríguez / CIC Energigune: “Per què les sals són bones? Per la calor específica molt elevat. Què significa això? Necessiten molta energia per a escalfar-se, però després, quan volem recuperar aquesta energia, ens donen molta energia, i encara que llavors no hi hagi sol, tenim suficient energia per a aconseguir corrent”El funcionament de les instal·lacions amb energia solar tèrmica és cada vegada més eficient. De totes maneres, les instal·lacions on s'emmagatzemen la calor han de ser molt grans, ja que les sals són molt mals conductors de calor.
Javier Rodriguez / CIC Energigune: “Les sals tenen una conductivitat tèrmica molt baixa, la qual cosa condiciona molt el funcionament de les centrals tèrmiques. Això significa que les estructures que s'usen per a canviar la calor han de ser molt grans, i això costa molt diners, i tenen un disseny molt difícil”En el CIC EnergiGUNE estan buscant alternatives al sistema de sals foses per a la recollida de calor, i amb aquest objectiu estan investigant els aliatges metàl·lics. De fet, en les proves realitzades fins ara s'ha observat que els aliatges metàl·lics tenen més capacitat d'emmagatzematge que les sals foses.
Javier Rodríguez / CIC Energigune: "Nosaltres proposem millorar molt aquesta conductivitat tèrmica a través d'aquests aliatges metàl·lics, facilitant molt el funcionament de la central. Què significa això? Doncs que ficar i aconseguir calor és molt més fàcil”.
Les instal·lacions que utilitzen sals foses aprofiten la calor sensible, és a dir, la calor que prenen i emmagatzemen les sals. La temperatura de les sals augmenta, però no experimenten cap altre canvi físic.
Els aliatges metàl·lics que s'estan investigant en EnergiGUNE ofereixen la possibilitat d'emmagatzemar grans quantitats d'energia, però en forma de calor. És a dir, quan aquests materials s'escalfen, sofreixen un canvi de fase i passen d'estat sòlid a estat líquid, o viceversa, depenent de l'aportació o recepció de calor. També l'aigua, igual que aquests aliatges, experimenta un canvi de fase en escalfar-se, i en funció de la temperatura sol ser gel, aigua o vapor. És a dir, a mesura que s'escalfa, passa a ser sòlid, líquid i gas. La quantitat de calor que poden emmagatzemar els aliatges metàl·lics en el canvi de fase és molt elevada, la qual cosa ofereix avantatges respecte a les sals foses.
Javier Rodríguez / CIC Energigune: “Són alguns materials amb canvi d'estat. Per a fondre o solidificar tot això, podem donar o aconseguir una energia. Aquesta energia és molt més gran del que es pot acumular en sals foses, cosa que significa que la massa total de matèria que necessitem és molt de menor en el cas dels aliatges metàl·lics".
L'objectiu és obtenir aliatges amb capacitat per a emmagatzemar grans quantitats de calor, però no qualsevol aliatge; els investigadors d'energiGUNE busquen un aliatge eutèctic.
Javier Rodríguez / CIC Energigune: "Quan es barregen dos elements, es barregen en diferents proporcions i hi ha una proporció amb la seva temperatura de fusió o solidificació més baixa. Això és el que es diu eutèctic".Aquest grup de recerca considera que l'aliatge eutèctic els permetria treballar a la temperatura constant que necessiten les centrals d'energia solar tèrmica.
Javier Rodríguez / CIC Energigune: "En les centrals tèrmiques necessitem una temperatura constant per a evaporar l'aigua i després transportar-la a la turbina, on els vapors d'aigua són capaces de produir electricitat. Això implica treballar sempre a una temperatura fixa, perquè la turbina ho exigeix. Treballa a una pressió, la qual cosa exigeix aquesta temperatura. Per això volem buscar que aquesta temperatura de fusió sigui la mateixa que la de fusió".
A més de l'estudi dels aliatges metàl·lics, aquest grup ha posat en marxa un estudi per a la millora de les sals foses i està investigant les reaccions termoquímiques, és a dir, les reaccions químiques que produeixen o consumeixen calor.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian