CIESOL de la Universidad de Almería lidera un proyecto internacional para la puesta en marcha de micro centrales de energía solar térmica para industrias asentadas en entornos rurales. Une medio ambiente, desarrollo local y muestra para qué se utiliza la energía solar térmica en entornos rurales.
El potencial de los sistemas de autoproducción y autoconsumo de energías renovables está más que demostrado. Buena muestra de ello son las miles de instalaciones fotovoltaicas para la generación de electricidad en el mismo lugar en que se consume.
Pero las posibilidades no se limitan a esta modalidad, ya que todavía está por explotar de manera masiva la energía solar térmica, para la producción de calor destinado a la industria.
Esta fórmula muestra para qué se utiliza la energía solar térmica, que podría ser adecuada para cualquier empresa que emplee el calor en sus procesos industriales. Cuenta con la ventaja de aprovechar una energía inacabable y limpia como la del Sol como sustituta al gas, combustible empleado actualmente en la inmensa mayoría de las plantas que basan su actividad en el calor.
Para qué se utiliza la energía solar térmica
Sin embargo, empresas con una demanda elevada cuentan con unos precios ventajosos, más bajos que los de los consumidores ordinarios, por lo que todavía no se muestran muy interesadas en esta tecnología.
Pero las industrias de pequeño tamaño, ubicadas en lugares remotos o alejados de las grandes redes de distribución gasística, sí que pueden encontrar en la solar térmica una solución adecuada a su demanda energética, con unas instalaciones que emplean tecnología punta y cuyos periodos de amortización se han visto radicalmente reducidos, debido al incremento del precio del gas natural.
Pensando en ellas, el Centro de Investigación de Energía Solar (CIESOL) de la Universidad de Almería coordina el proyecto MICROPROD-SOLAR (Microrredes para el autoabastecimiento solar de entornos productivos aislados), en el que analiza la viabilidad tecnológica y económica de microplantas de energía solar térmica, capaces de aportar el calor que emplea esta industria, en el desarrollo de sus procesos.
Industrias de transformación de productos agroganaderos
Concretamente, el foco está puesto en empresas de ámbito de la transformación de productos agroganaderos. Por ejemplo, plantas de producción de conservas de frutas y hortalizas, empresas de producción de zumos y sopas, así com plantas de producción de productos lácteos, entre otras, que suelen estar ubicadas en entornos rurales, alejados de las grandes líneas energéticas, y que consumen gas natural o fuel oil transportado en camiones.
Este proyecto internacional, financiado por el programa Iberoamericano para la Ciencia y la Tecnología (CYTED) y por la Agencia Estatal de Investigación a través de la acción de Programación Conjunta Internacional PCI2019 103378, investiga para qué utilizar la energía solar térmica.
Pone en valor la tecnología de captadores cilindro parabólicos y paneles tipo Fresnel, para la generación de calor. Se trata, en cierto modo, de aprovechar la transformación emprendida por las empresas fabricantes de esta tecnología termosolar, muchas de ellas españolas, que han debido adaptarse a la nueva realidad impuesta por el avance de la tecnología fotovoltaica para la producción de electricidad.
El futuro de la energía solar térmica en la generación de calor para la industria
“El futuro de la tecnología solar térmica pasa por este tipo de aplicaciones directas a menor escala y a temperaturas algo más bajas que las necesarias para el funcionamiento de los bloques de potencia intermedios necesarios para producir la electricidad termosolar, esto es, procesar y conservar productos agroganaderos, cocer cerveza, pasteurizar leche, generar vapor en lavanderías, secar o procesar residuos agroindustriales,…” explica el coordinador de este proyecto e investigador de la Universidad de Almería, Manuel Pérez.
Los captadores empleados en estas nuevas plantas de producción de calor sostenible tienen una naturaleza modular y áreas de apertura mucho más pequeñas que los empleados para la generación de electricidad termosolar, que rondan los seis metros.
Estas características los hacen mucho más versátiles y manejables en instalaciones que requieren diseños a pequeña escala y muy personalizados, como las que se plantean en este proyecto internacional. Y cómo funcionan. Pues se trata de una imitación de las grandes instalaciones de generación de electricidad termosolar, como las instaladas en la granadina comarca del Marquesado, cerca de Guadix.
Aplicación directa del calor generado
Los paneles captan la luz del sol, que se proyecta en unos tubos por los que circula agua o vapor. En las centrales de producción eléctrica, este calor se emplea para el calentamiento de un gran tanque de sales, que alcanza temperaturas por encima de los 300 grados centígrados, para la posterior generación del vapor que mueve las turbinas para la producción de electricidad.
Sin embargo, en estas instalaciones, ese calor entra directamente en el proceso industrial, para sustituir o complementar la función de las calderas convencionales alimentadas por combustibles fósiles (gas natural, fuel oil,…).
Es más, estas plantas cuentan también con la posibilidad de almacenar calor para cuando baja o incluso desaparece la radiación solar, y se pueden combinar con biomasa, con lo que se incrementa la fuente de calor y se pueden asumir retos nuevos, como por ejemplo la desalación de agua, gracias a la tecnología de destilación por membranas, que utiliza calor y que es una alternativa a la de ósmosis inversa, para la que se necesita una gran cantidad de electricidad.
Algoritmos de control de sistema de energía termosolar
Al mismo tiempo, en el marco de este proyecto se está trabajando en los algoritmos de control necesarios para que la planta ofrezca el flujo de calor adecuado a la industria a la que está asociada, que controlan automáticamente la operación de los sistemas de captación, los caudales que circulan por los lazos, las temperaturas de entrada y salida, así como los almacenamientos de calor.
Todos los parámetros implicados en el proceso, porque “lo que se persigue es contar con una temperatura estable”, aclara Manuel Pérez.
Científicos y empresas implicados en el proyecto
En el equipo de investigación, además de los científicos de la Universidad de Almería, participan la Pontificia Universidad Católica de Chile, la Plataforma Solar de Almería, el CSET Centro de Tecnologías de Energía Solar de Fraunhofer Chile Research, y las empresas Inventive Power (México) y SOLATOM (España).
Cada uno de ellos está aportando su tecnología y sus conocimientos, y en el mismo se está elaborando un mapa en el que se describen las posibilidades de esta tecnología en cada una de las zonas agroganaderas de la Península Ibérica y de los países participantes.
Todos estos estudios sobre el diseño de estas microplantas de energía solar térmica están sirviendo para estudiar la viabilidad de las microrredes energéticas distribuidas para el autoabastecimiento de enclaves productivos aislados en España, Chile y México, país en el que ya se cuentan con unas 300 instalaciones de este tipo.
Subida de los combustibles, aliada de esta solución renovable
En España, la subida de los precios de los combustibles fósiles, especialmente del gas, que es el que habitualmente se emplea en estas instalaciones, unido a las ayudas de entidades como el IDAE está impulsando este tipo de instalaciones y, según cuenta Manuel Pérez, en los últimos meses han aparecido en España, sobre la base de estas ayudas, más de una decena proyectos de gran interés basados en esta tecnología.
Los ensayos y análisis se están realizando en pequeñas industrias de producción de vino y destilados, el tratamiento y conservación de la leche y sus derivados, y también la industria conservera de cultivos y alimentos tradicionales.
Pero la actuación no se queda ahí, ya que también se está analizando la idoneidad de esta tecnología para el abastecimiento solar de calor y agua para invernaderos. Al mismo tiempo, en este proyecto se está realizando un estudio para identificar los entornos agrícolas con potencial para albergar este tipo de instalaciones.
En este análisis se tienen en cuenta tanto el recurso solar disponible, como la agroindustria existente en la zona. “Nosotros realizamos análisis para demostrar que las plantas son viables y para darle herramientas a los promotores y usuarios locales para que hagan sus propios cálculos y vean la rentabilidad de este tipo de plantas de energía solar térmica”.
Este análisis está sirviendo para elaborar un mapa interactivo, con las comarcas agrícolas en el que se pueden ver la industria agroganadera y sus características, para que echando un vistazo para al mapa, conocer dónde sería más rentable instalar una planta de este tipo.
Básicamente, para que sean rentables se debe contar con una radiación solar adecuada y que la industria se ubique en una zona aislada. Los estudios realizados hasta la fecha han dado resultados muy interesantes, que plantean periodos de amortización que rondan entre los cinco y los diez años, en función de la dimensión que se le quiera dar a la planta.
Aunque los mayores beneficios, más que económicos, son de carácter social, ya que esta tecnología favorecerá la fijación de población y el impulso a una industria vinculada al mundo rural. En definitiva, una muestra más de para qué se utiliza la energía solar térmica, cuyo futuro está asegurado.
