Acumulando a enerxía do sol
É sabido que o Sol non só dá luz, senón calor. Esta calor é o que aproveitan as centrais termosolares para obter electricidade.
Para este proceso son imprescindibles os sales que se utilizan para gardar a calor. Pero estes sales non son moi boas portadoras. No centro de investigación CIC energigune do parque tecnolóxico de Miñano (Bizkaia) están a investigarse posibles alternativas a estes sales para que a explotación da calor solar sexa máis eficiente e barata.
O noso planeta recibe unha gran cantidade de enerxía do Sol. En menos dunha hora, a enerxía que recibe a Terra do Sol sería suficiente para satisfacer a demanda mundial de enerxía durante un ano. A pesar diso, as necesidades enerxéticas cóbrense principalmente con combustibles fósiles e os sistemas de aproveitamento da enerxía solar non están moi estendidos.
Existen varias maneiras de converter a enerxía solar en electricidade. As instalacións fotovoltaicas transforman a enerxía dos raios solares en electricidade. Pola contra, as instalacións que utilizan a enerxía solar térmica tómana como calor a enerxía proveniente do sol, é dicir, como temperatura.
No centro de investigación CIC energiGUNE traballan para mellorar o aproveitamento da enerxía térmica.
Javier Rodríguez / CIC Energigune:“O que se fai nestas centrais térmicas, termosolares, é tomar a radiación do Sol en forma de calor e con iso, despois de varios procesos, obtemos vapor de auga, e con este vapor de auga, mediante unha turbina, obtemos electricidade”
Nas instalacións de concentración solar utilízanse espellos ou heliostatos para recoller os raios solares nun punto ou liña. O fluído que pasa por un circuíto quéntase grazas aos raios do sol, que posteriormente se utiliza para producir vapor de auga, mover unha turbina e producir electricidade.
Pero nestas instalacións, ademais de producir electricidade, tamén se pode almacenar calor. Isto permite que as instalacións con sistema de recollida poidan xerar electricidade cando a radiación solar é pequena e tamén durante a noite.
Javier Rodríguez / CIC Energigune: “A principal vantaxe sería que na actualidade as centrais termosolares teñen a posibilidade de manter a calor.”
Con todo, non todas as centrais que explotan enerxía solar térmica dispoñen de sistemas de almacenamento de calor. Algunhas delas só teñen produción directa. As centrais con capacidade de almacenamento de calor utilizan saes de acumulación de calor, sales fundidos. Coa enerxía do sol quéntanse os sales fundidos, e cando é necesario pídese calor aos sales.
Javier Rodríguez / CIC Energigune: “Por que os sales son boas? Pola calor específica moi elevado. Que significa iso? Necesitan moita enerxía para quentarse, pero logo, cando queremos recuperar esa enerxía, dannos moita enerxía, e aínda que entón non haxa sol, temos suficiente enerxía para conseguir corrente”O funcionamento das instalacións con enerxía solar térmica é cada vez máis eficiente. De todos os xeitos, as instalacións onde se almacenan a calor teñen que ser moi grandes, xa que os sales son moi malos condutores de calor.
Javier Rodriguez / CIC Energigune: “Os sales teñen unha conductividad térmica moi baixa, o que condiciona moito o funcionamento das centrais térmicas. Iso significa que as estruturas que se usan para cambiar a calor teñen que ser moi grandes, e iso costa moito diñeiro, e teñen un deseño moi difícil”No CIC EnergiGUNE están a buscar alternativas ao sistema de sales fundidos para a recollida de calor, e con este obxectivo están a investigar as aliaxes metálicas. De feito, nas probas realizadas até agora observouse que as aliaxes metálicas teñen máis capacidade de almacenamento que os sales fundidos.
Javier Rodríguez / CIC Energigune: "Nós propomos mellorar moito esta conductividad térmica a través destas aliaxes metálicas, facilitando moito o funcionamento da central. Que significa iso? Pois que meter e conseguir calor é moito máis fácil”.
As instalacións que utilizan sales fundidos aproveitan a calor sensible, é dicir, a calor que toman e almacenan os sales. A temperatura dos sales aumenta, pero non experimentan ningún outro cambio físico.
As aliaxes metálicas que se están investigando en EnergiGUNE ofrecen a posibilidade de almacenar grandes cantidades de enerxía, pero en forma de calor. É dicir, cando estes materiais se quentan, sofren un cambio de fase e pasan de estado sólido a estado líquido, ou viceversa, dependendo da achega ou recepción de calor. Tamén a auga, do mesmo xeito que estas aliaxes, experimenta un cambio de fase ao quentarse, e en función da temperatura adoita ser xeo, auga ou vapor. É dicir, a medida que se quenta, pasa a ser sólido, líquido e gas. A cantidade de calor que poden almacenar as aliaxes metálicas no cambio de fase é moi elevada, o que ofrece vantaxes respecto dos sales fundidos.
Javier Rodríguez / CIC Energigune: “Son algúns materiais con cambio de estado. Para fundir ou solidificar todo isto, podemos dar ou conseguir unha enerxía. Esta enerxía é moito máis grande do que se pode acumular en sales fundidos, o que significa que a masa total de materia que necesitamos é moito menor no caso das aliaxes metálicas".
O obxectivo é obter aliaxes con capacidade para almacenar grandes cantidades de calor, pero non calquera aliaxe; os investigadores de energiGUNE buscan unha aliaxe eutéctica.
Javier Rodríguez / CIC Energigune: "Cando se mesturan dous elementos, mestúranse en diferentes proporcións e hai unha proporción coa súa temperatura de fusión ou solidificación máis baixa. Iso é o que se chama eutéctico".Este grupo de investigación considera que a aliaxe eutéctica permitiríalles traballar á temperatura constante que necesitan as centrais de enerxía solar térmica.
Javier Rodríguez / CIC Energigune: "Nas centrais térmicas necesitamos unha temperatura constante para evaporar a auga e despois transportala á turbina, onde os vapores de auga son capaces de producir electricidade. Isto implica traballar sempre a unha temperatura fixa, porque a turbina esíxeo. Traballa a unha presión, o que esixe esa temperatura. Por iso queremos buscar que esa temperatura de fusión sexa a mesma que a de fusión".
Ademais do estudo das aliaxes metálicas, este grupo puxo en marcha un estudo para a mellora dos sales fundidos e está a investigar as reaccións termoquímicas, é dicir, as reaccións químicas que producen ou consomen calor.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian