Torre solar de convección
También llamadas centrales solares aerotérmicas, las torres solares de convección son estructuras cilíndricas que se sirven del efecto invernadero y el efecto chimenea para convertir energía solar en electricidad. Se trata de una solución que genera energía con cero emisiones de CO2 de forma continuada, eficiente, versátil y compatible con otras tecnologías.
No deben ser confundidas con las torres termosolares de concentración (o helióstatos), que se sirven de espejos para calentar fluidos que son los que luego generan la electricidad.
Cómo funcionan las torres solares de convección
Su funcionamiento se basa en la circulación del aire caliente captado del sol, que aumenta de temperatura mediante el efecto invernadero y que asciende por el interior de la estructura debido al principio de convección, es decir, al hecho de que su densidad es menor en comparación con el aire atmosférico. En su movimiento ascendente, este aire caliente impulsa unas turbinas eólicas acopladas a generadores eléctricos.
De funcionamiento pasivo, pues aprovechan la luz solar sin necesidad de ventiladores, son ideales para aquellas zonas poco ventosas, áridas o –directamente– desérticas, donde no se puede aprovechar el agua o el aire para generar energía.
Características de las torres solares de convección
Las principales características de las torres o chimeneas solares de convección son:
- Chimeneas negras y orientadas al sur: la estructura vertical se pinta de negro y orienta al sur para absorber el máximo de radiación solar, con aberturas de entrada y salida y una cubierta transparente.
- Operan las 24 horas: ya que el suelo debajo del colector almacena el calor, con lo que las torres solares también funcionan en las horas nocturnas.
- Alturas elevadas: para ser rentables, necesitan alturas elevadas, entre los 200 y los 1000 metros.
- Eficiencia proporcional a la irradiación solar: requieren alta irradiación solar para incrementar su rendimiento. Aun así, pueden operar en días nublados gracias a la inercia térmica de los materiales.
- No requieren agua para refrigeración: a diferencia de las termoeléctricas convencionales.
Ventajas de las torres solares de convección
Las torres solares de convección presentan diversas ventajas como generadoras de una energía limpia y continuada. Estas son las principales:
- Emisiones cero: Las torres solares se sirven exclusivamente de la luz solar para generar energía y no requieren combustible, ni quemar carbón o gas, lo que las convierte en una de las fuentes de electricidad más limpias que hay.
- Generación de energía continuada: Las torres solares pueden almacenar calor en el suelo bajo el colector durante el día, y liberarlo por la noche. Esto permite producir electricidad de manera continuada, además de ser fácilmente predecible. Estas torres producen electricidad las 24 horas del día, los 7 días de la semana.
- Larga vida útil con bajo mantenimiento: Las chimeneas solares se edifican con componentes robustos y el colector no precisa piezas móviles complejas, lo que hace que tengan una buena durabilidad y que su mantenimiento sea mínimo.
- Compatibles y versátiles: Pueden ser combinadas con otras tecnologías renovables y, en algunos diseños, pueden utilizarse con otros propósitos como la desalinización del agua o acogiendo invernaderos agrícolas.
- Un recurso inagotable: El sol y el aire caliente son un recurso gratuito que nunca se agota.
Un invento español
El primer proyecto de torre solar de convección lo firmó en 1903 el ingeniero español Isidoro Cabanyes, que publicó en la revista La energía eléctrica su idea de una chimenea que se sirviera de la convección para generar electricidad.
Pero esta idea no se materializaría hasta 1982, cuando la localidad de Manzanares (Ciudad Real) acogió la primera torre solar a escala -financiada, eso sí, por el gobierno alemán-. Aquella chimenea medía 195 metros de alto por 10 de diámetro. En su base disponía de un área de colección e invernadero de 46 000 m2, y producía un máximo de 50 kW. No obstante, en 1989, una fuerte tormenta la derribó.
Lamentablemente, y pese a que ha habido varios proyectos sobre la mesa, en la actualidad, España no dispone de torres solares de convección, aunque sí de diversas termosolares.