CENTRALES SOLARES:

1.    Recursos energéticos que aprovecha la central.

2.    Elementos que configuran la central.

3.    Proceso de generación de energía eléctrica.

4.    Rendimiento del inversor.

5.    Ventajas y desventajas.

6.    Estado actual del tipo de central en el marco catalán, español, europeo y mundial.

7.    Previsiones de futuro en la utilización de este tipo de central.

1.   Recursos energéticos que aprovecha la central:

En la actualidad, la energía solar está siendo aprovechada para fines energéticos a través de dos vías basadas en principios físicos diferentes.
Por un lado la vía térmica. Los sistemas que adoptan esta vía absorben la energía solar y la transforman en calor.
Por otro lado, la vía fotovoltaica. Este permite la transformación directa de la energía solar en energía eléctrica mediante las llamadas "células solares" o "células fotovoltaicas". Dichas células hacen posible la producción de electricidad a partir de la radiación solar merced al efecto fotovoltaico, un efecto por el que se transforma directamente la energía luminosa en energía eléctrica y que se produce cuando la radiación solar entra en contacto con un material semiconductor cristalino.

Los sistemas basados en la vía térmica también pueden hacer posible el aprovechamiento de la energía solar en forma de energía eléctrica, pero siguiendo un método que podríamos llamar "indirecto". En efecto, algunos de estos sistemas absorben la energía solar en forma de calor mediante un captor térmico y después la transforman en electricidad mediante una máquina termodinámica.

2.   Elementos que configuran la central:

-   Fotovoltaica:

Los rayos solares inciden perpendicularmente sobre el panel solar y producen un efecto fotoeléctrico. En el panel fotovoltaico se produce energía eléctrica continua. El convertidor transforma la continua en alterna y llega al tendido eléctrico.

-   Térmica:

Los rayos de sol llegan a los paneles. Rebotan y llegan a los

helióstatos. Las tuberías se calientan y se produce vapor. Este vapor mueve la turbina, la turbina el generador, y se produce energía eléctrica. La energía eléctrica pasa por el transformador en el que se produce energía eléctrica alterna.

3.   Proceso de generación de energía eléctrica:

-   Fotovoltaica:

Los paneles, módulos o colectores fotovoltaicos están formados por dispositivos semiconductores tipo diodo que, al recibir radiación solar, se excitan y provocan saltos electrónicos, generando una pequeña diferencia de potencial en sus extremos. El acoplamiento en serie de varios de estos fotodiodos permite la obtención de voltajes mayores en configuraciones muy sencillas y aptas para alimentar pequeños dispositivos electrónicos. A mayor escala, la corriente eléctrica continua que proporcionan los paneles fotovoltaicos se puede transformar en corriente alterna e inyectar en la red eléctrica.

-   Térmica:

Una central térmica solar o central termo solar es una instalación industrial en la que, a partir del calentamiento de un fluido mediante radiación solar y su uso en un ciclo termodinámico convencional, se produce la potencia necesaria para mover un alternador para generación de energía eléctrica como en una central térmica clásica. En ellas es necesario concentrar la radiación solar para que se puedan alcanzar temperaturas elevadas, de 300 °C hasta 1000 °C, y obtener así un rendimiento aceptable en el ciclo termodinámico, que no se podría obtener con temperaturas más bajas. La captación y concentración de los rayos solares se hacen por medio de espejos con orientación automática que apuntan a una torre central donde se calienta el fluido, o con mecanismos más pequeños de geometría parabólica.

4.   Rendimiento del inversor:

·  El rendimiento del inversor es máximo cuando opera entre el 30% y el 40% de su potencia nominal.

·  Las variaciones de rendimiento son escasas a partir del 10% de potencia nominal.

·      El rendimiento típico de un inversor varía entre 88% y 94%, pudiendo tomarse como valor promedio 91%.

·      Se define a partir de la potencia nominal: n= Po/(Po+ Pérdidas)

·      Las pérdidas se determinan a partir de la relación de: Pl= (Pe- Ps)/Pn

5.   Ventajas y desventajas:

-   Ventajas:

Una vez realizada la instalación y hecha la inversión inicial, no se originan gastos posteriores (a excepción del mantenimiento); el consumo de energía eléctrica es totalmente gratuito. No usa combustibles, eliminando la incomodidad de tener que aprovisionarse y el peligro de su almacenamiento. Impacto ambiental nulo: la energía solar no produce desechos, ni residuos, basuras, humos, polvos, vapores, ruidos, olores, etc.

-   Desventajas:

Necesidad de instalar la central en zonas donde se perciba la radiación solar durante más horas diarias y más días al año. Menor rendimiento que otros sistemas. Mayor complejidad mecánica que otros sistemas de aprovechamiento de energías renovables Peligro por las altas temperaturas que se alcanzan. Necesidad del empleo de acumuladores de calor para cuando no exista la suficiente radiación solar.

6.   Estado actual de centrales solares en:

-   Cataluña:

Al setembre del 2009 a Catalunya hi ha instal·lada una potència total fotovoltaica connectada a xarxa de 163 MW.

Posteriorment, a partir de l’any 2000, es produeix un salt significatiu en la potència instal·lada anualment, en entrar en funcionament de forma significativa instal·lacions connectades a la xarxa elèctrica, degut al desenvolupament d’una normativa favorable tant pel que fa a la connexió d’aquests sistemes a la xarxa elèctrica com per les primes econòmiques que poden cobrar els usuaris per la seva producció.

La situació actual del mercat es caracteritza per un augment de l’activitat, tant pel que fa al nombre d’instal·lacions realitzades com al nombre d’empreses del sector.

-   España:

La energía solar está dando pasos muy importantes para ser una de las fuentes de energía destacadas en el futuro. De momento durante 2011 en España el crecimiento de la producción de energía solar fue un 43% superior a la de 2010, un porcentaje que demuestra que en España la energía solar se está haciendo un hueco entre las energías renovables importantes.

En Industry About presentaron una lista de 174 nuevas Plantas de Energía Solar en España conjuntamente con 24 plantas de energía solar  más antiguas publicadas, lo que hace un total de 219 Estaciones de Energía Solar en su ubicación exacta.

Desde 2009 los nuevos proyectos de solar crecieron en más de 50 Megavatios cada uno, lo que es otro rango de escala.

-   Europa:

En lo que respecta a Italia, este país se ha convertido por primera vez en el líder mundial en capacidad instalada durante el 2011, tal como sucedió con España durante el 2008. El año pasado se instalaron unos 9 GW en territorio italiano incrementando hasta los 12 GW la capacidad instalada en este país (3 veces la capacidad actual de España). La nueva normativa aprobada durante el pasado mes de Julio, mas estricta y con reducción de tarifas, no fue impedimento para que durante los últimos 7 meses del año, se instalen unos casi 4 GW.

En relación a Alemania, el último trimestre del año significó un muy fuerte impulso en el crecimiento de su mercado que ascendió a los 7,5 GW. Durante este período se instalaron unos 3 GW lo que revirtió un inicio "débil" del año.

En cuanto al mercado francés, se conectaron aproximadamente unos 1,5 GW, principalmente como resultado de proyectos iniciados en el 2010, producto del largo proceso de aprobación para las grandes instalaciones de energía solar en Francia, que pueden demorar hasta los 18 meses.

El Reino Unido ha dado la "sorpresa" durante el 2011 alcanzando los 700 MW, considerando que tras los cambios normativos establecidos durante los primeros meses del año, se estableció una fuerte reducción de las tarifas solares, solo "favoreciendo" las pequeñas instalaciones de menos de 50 kW.

Otros mercados de menor importancia en Europa, han sido Bélgica (550 MW), España (400 MW), Eslovaquia (350 MW) y Grecia (350 MW).

-   Mundial:

Si bien para la economía mundial el 2011 no ha sido un buen año, la energía solar fotovoltaica ha experimentado un fuerte crecimiento, desde los 16,6 GW instalados durante el 2010 a los 27,7 GW estimados para el 2011, lo que supone un incremento del 70 %, de acuerdo a nuevo informe publicado por la Asociación Europea de la Industria Fotovoltaica (EPIA).

De la capacidad mundial instalada, unos 21 GW corresponden a Europa, lo que significa casi un 76 % del total. Europa se caracteriza fundamentalmente por ser el único de los continentes con 3 mercados que superan el GW instalado (Italia, Alemania y Francia).

7.   Futuro:

La energía solar fotovoltaica podrá suministrar el 5% de la demanda mundial de electricidad en 2020 y hasta un 9% en 2030, según un estudio presentado por la organización internacional Greenpeace y la Asociación Europea de la Industria Fotovoltaica (EPIA). Sin embargo, el Gobierno de España mantiene el sector paralizado.

La potencia solar fotovoltaica podría crecer desde los 23 GW en 2010 hasta los 180 GW en 2015, según el informe, que ha sido presentado en la Conferencia Internacional sobre Energía Renovable de Delhi (DIREC). Los más optimistas piensan que en 2030 podría haber más de 1.800 GW instalados, lo que supondría un ahorro de 1.400 millones de toneladas de emisiones de dióxido de carbono cada año. Además, la energía solar es una forma sostenible de afrontar las preocupaciones sobre la seguridad energética y los volátiles precios de los combustibles fósiles.